Métodos Computacionais em Biologia
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2020-2021
02038877
Métodos Numéricos
Inglês
Português
Presencial
Semestral
6.0
Opcional
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)
NãoPrograma
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)