Métodos Computacionais em Biologia

Ano
1
Ano lectivo
2020-2021
Código
02038877
Área Científica
Métodos Numéricos
Língua de Ensino
Inglês
Outras Línguas de Ensino
Português
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos básicos sobre Análise Real, Álgebra Linear e Geometria Analítica.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas com exposição detalhadas dos conteúdos programáticos realçando a forte interação entre os conceitos teóricos e a sua aplicação concreta. A exposição dos assuntos segue do particular para o geral, do concreto para o progressivamente abstrato, apelando à participação dos alunos, promovendo uma aprendizagem contínua, por forma a desenvolver o seu espírito crítico.

Aulas teórico-práticas com utilização de programação na ilustração dos conceitos, dando particular ênfase à visualização, e na realização de projetos relativos a problemas do domínio da Biologia.

A avaliação da componente teórica consiste em exame final ou, em alternativa, em testes intermédios de frequência. A avaliação da componente teórico-prática é feita através de testes ou projetos computacionais efetuados durante o semestre letivo. A nota final será uma média ponderada das classificações obtidas em cada uma das componentes.

Resultados de Aprendizagem

Introduzir os alunos à linguagem de programação Python e à sua utilização na resolução de problemas científicos comuns. Apresentar os principais conceitos, teorias e técnicas de métodos numéricos numa perspetiva que valorize a intuição subjacente aos conceitos e a sua aplicação a problemas de Biologia. Ilustrar a necessidade do cálculo numérico no desenvolvimento da criatividade, espírito critico e capacidade de adaptação a novos problemas. Desenvolver nos alunos efetivas competências de programação e a sua aplicação na resolução de problemas numéricos no âmbito da Biologia e modelação de sistemas biológicos.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução ao Python:

1.1. Tipos de variáveis.

1.2. Instruções de controlo de fluxo.

1.3. Funções e módulos.

1.4. Ficheiros.

 

2. Métodos numéricos:

2.1. Aproximação de funções.

2.2. Derivação e integração numéricas.

2.3. Equações e sistemas: métodos diretos e iterativos para sistemas lineares, equações não lineares, sistemas não lineares.

2.4. Equações diferenciais ordinárias com condições de fronteira e valores iniciais.

2.5. Equações diferenciais com derivadas parciais.

Docente(s) responsável(eis)

Gonçalo Nuno Travassos Borges Alves Pena

Métodos de Avaliação

Avaliação final
Exame: 100.0%

Avaliação continua
Frequência: 100.0%

Bibliografia

1. Alfio Quarteroni, Fausto Saleri e Paola Gervasio, Scientific Computing with MATLAB and Octave, Springer, 2014.

2. Cleve Moler, Numerical Computing with MATLAB, SIAM, 2004.

3. Heitor Pina, Métodos Numéricos, Mcgraw Hill, 1995.

4. Richard L. Burden e J. Douglas Faires, Numerical Analysis, CENGAGE Learning, 2015.

5. Stanley M. Dunn, Alkis Constantinides e Prabhas V. Moghe, Numerical Methods in Biomedical Engineering, Academic Press, 2005.

6. Jaan Kiusalaas, Numerical Methods in Engineering with Python, Cambridge University Press (2010)