Introdução à Computação para Bioinformática (Python)

Curso de extensão a distância de Introdução à Computação para Bioinformática

Como uma experiência de quase 10 anos lecionando disciplinas relacionadas a bioinformática e biologia computacional para estudantes de graduação e pós-graduação, além de diversas palestras ministradas na área, tivemos certeza de que o ensino da bioinformática precisa ser bastante diferenciado de acordo com a área de formação do estudante. Nesse tempo, levantamos os diferentes tópicos que precisam ser abordados na introdução de um estudante das diferentes áreas à bioinformática e fomos progressivamente aperfeiçoando os exemplos a serem trabalhados nos mais diversos perfis de cursos. Esse curso é resultado dessa experiência e foca particularmente em estudantes formados nas ciências biológicas e áreas afins com nenhum ou pequeno conhecimento em programação.

Objetivos

O curso proposto tem como objetivo a introdução de lógica de programação, o ensino da linguagem da programação Python, a introdução às técnicas de análise de complexidade de algoritmos e a apresentação de algoritmos clássicos da bioinformática para estudantes que desejem ingressar na área de Bioinformática e que sejam provenientes principalmente de áreas afins das ciências biológicas.

Data

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Certificado

Haverá certificado de participação.

Inscrições

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Conteúdo

O conteúdo desse curso se constitui de parte do programa que um estudante de ciência da computação e cursos afins aprendem em seu ciclo básico em disciplinas de algoritmos e estruturas de dados e análise de algoritmos. São 4 módulos que iniciam introduzindo conceitos e definições básicos, introduzem e exercitam a lógica de programação através do ensino e prática de programação na linguagem de programação Python, bastante utilizada em bioinformática, se aprofundam com a apresentação de técnicas de análise da complexidade de algoritmos ilustradas com inúmeros exemplos práticos e culminam com a apresentação de algoritmos clássicos em bioinformática, particularmente, algoritmos para alinhamento de sequências biológicas.

O conteúdo detalhado de cada módulo é apresentado a seguir:

• Módulo 1 - Introdução: definições e fundamentos sobre bioinformática, biologia computacional, ciência da computação, algoritmos, problemas, estruturas de dados, programa, linguagem de programação, compilador, componentes de um computador e sua relação com a programação, complexidade de algoritmos.

• Módulo 2 - Programação: linguagem Python, Python na bioinformática, sintaxe básica de Python variáveis, tipos variáveis, variáveis escalares, variáveis arranjos, variáveis hashes, funções shift, unshift, push, pop, sort, reverse, operadores aritméticos, comparadores numéricos, comparadores de cadeias de caracteres, operadores lógicos, estruturas condicionais (if, if-else, if-elsif, if-elsif-else, unless, switch), estruturas de repetição definidos, indefinidos, antes e após o laço (for, foreach, while, do-while, until, do-until), controle de laços (next, last, redo, goto, continue), entrada e saída, impressão formatada, modularização de código (subrotinas e módulos), expressões regulares.

• Módulo 3 - Análise da complexidade de algoritmos: funções de complexidade de algoritmos, análises de melhor caso, caso médio e pior caso, algoritmos ótimos, comportamento assintótico de funções de complexidade, dominação assintótica, notação O, classes de complexidade, diversos exemplos envolvendo, entre outros, algoritmos de pesquisa.

• Módulo 4 - Algoritmos para bioinformática: conceito de paradigma em computação, programação dinâmica, exemplo do jogo das fichas, problema do turista em Manhattan, métricas de distância entre sequências (Hamming e Levenshtein), problema da máxima subsequência comum, algoritmo de needleman-wunsch, algoritmo de smith-waterman, esquemas de pontuação e matrizes de substituição, alinhamentos par-a-par, alinhamentos múltiplos, alinhamentos globais, alinhamentos locais, heurísticas.

Público alvo

Estudantes de graduação ou pós-graduação em áreas de ciências biológicas e afins com nenhum ou pouco conhecimento de programação. Estudantes com conhecimentos mais avançados de programação em Perl terão maior proveito na segunda metade do curso na qual abordamos conhecimentos mais avançados relacionados a análise da complexidade algoritmos e em algoritmos clássicos em bioinformática. Acreditamos que esse curso pode ser de grande auxílio na preparação dos mesmos para ingressar na pós-graduação na área de bioinformática contribuindo para que adquira sólidas competências em computação com foco na bioinformática.

Carga horária

O estudante deverá se dedicar aproximadamente 40 horas para assistir as aulas, ler o material e resolver os exercícios do curso.

Material didático

Todo o material de apoio ao curso será fornecido em formato digital e consiste em:

• 4 livros digitais: serão disponibilizados 4 livros em formato pdf, contendo teoria e desafios (a grande maioria resolvidos) para exercícios práticos de raciocínio lógico e programação, totalizando 100 páginas.

• Vídeoaulas: gravações das aulas do curso, sendo 35 aulas totalizando 430 minutos (aproximadamente 7 horas).

• Slides: todas as apresentações usadas nas aulas serão disponibilizadas em formato pdf.

• Aulas ao vivo (BÔNUS): encontros com datas marcadas para esclarecimento de dúvidas através de vídeoconferências com a turma.

Escreva para onlinebioinfo@dcc.ufmg.br para maiores informações em caso de dúvidas sobre o curso.