Descrizione generale sintetica

Il corso mira a formare le conoscenze e le competenze necessarie per l'applicazione dei concetti matematici e informatici basilari per la costruzione di modelli utili a comprendere i fenomeni della Biologia. Il corso si pone inoltre l'obiettivo di sviluppare la capacità necessarie per applicare le metodologie matematiche e statistiche più appropriate nello sviluppo di tali modelli.

Obiettivi formativi generali dell'insegnamento in termini di risultati di apprendimento attesi.

• Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding): Il corso mira a formare le conoscenze e le competenze necessarie per l'applicazione dei concetti matematici e informatici basilari per la costruzione di modelli utili a comprendere i fenomeni della Biologia.
• Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): lo studente acquisirà le competenze necessarie per l'utilizzazione degli strumenti matematici e informatici di base nell'ambito delle biotecnologie, l'uso dei principali linguaggi di programmazione nella bioinformatica, e altri concetti fondamentali per lo sviluppo di metodologia matematiche o informatiche in ambito bioinformatico.
• Autonomia di giudizio (making judgements): Attraverso esempi concreti e casi di studio, lo studente sarà in grado di elaborare autonomamente soluzioni a determinati problemi legati all'informatica e alla matematica applicate alla biotecnologia.
• Abilità comunicative (communication skills): lo studente acquisirà le necessarie abilità comunicative e di appropriatezza espressiva nell'impiego del linguaggio tecnico nell'ambito generale dell'informatica e della matematica applicate alla biotecnologia.
• Capacità di apprendimento (learning skills): il corso si propone, come obiettivo, di fornire allo studente le necessarie metodologie teoriche e pratiche per poter affrontare e risolvere autonomamente nuove problematiche che dovessero sorgere durante una attività lavorativa. A tale scopo diversi argomenti saranno trattati a lezione coinvolgendo lo studente nella ricerca di possibili soluzioni a problemi reali.

L'insegnamento si svolgerà principalmente mediante lezioni frontali con commistione di teoria ed esercitazioni pratiche.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Conoscenze matematiche di base

Le risorse principali messe a disposizione dello studente sono le lezioni frontali, la cui frequenza è OBBLIGATORIA.

Per seguire meglio le lezioni, sono messe a disposizione le slide utilizzate per il corso. Le slide non costituiscono un mezzo di studio: forniscono un dettaglio puntuale sugli argomenti trattati a lezione.

Il corso sarà organizzato nei seguenti moduli:

1. L’informatica essenziale: architettura dei calcolatori; rappresentazione delle informazioni (codifiche di testo, campionamento e quantizzazione audio, operatori logici e espressione logiche), sistemi operativi;  server, big data e cloud computing; applicazioni dell'intelligenza artificiale (definizioni, classificazione, AI generativa, prompt, applicazioni nelle biotecnologie, ChatGPT).
2. La statistica essenziale: definizioni (popolazione, campionamento, carattere, modalità), statistica descrittiva (raccolta dati, visualizzazione dati, analisi delle frequenze), indici statistici (media, moda, mediana, varianza, deviazione standard, scarto interquartile), calcolo delle probabilità,  statistica inferenziale.
3. Introduzione alla programmazione: definizione di algoritmo; linguaggi di programmazione; (linguaggi compilati e linguaggi interpretati); diagrammi di flusso; il linguaggio R.
4. Introduzione a Linux: il sistema operativo; la shell e il linguaggio BASH.

Si consiglia l'uso del testo 

"Fondamenti di bioinformatica", Autori: Manuela Helmer Citterich, Fabrizio Ferrè, Giulio Pavesi, Graziano Pesole, Chiara Romualdi, Editore Zanichelli (2018).

"Informatica di base (VII edizione)", Autori: Denis P. Curtin, Kim Foley, Junal Sen, Cathleen Morin, Agostino Marengo, Alessandro Pagano.

""Analisi statistica dei dati biologici" di Whitlock-Schulter 2022

Altre risorse aggiornate saranno indicate dal docente nelle slides utilizzate a lezione.

L'esame finale consiste in una prova scritta.

La prova scritta è costituita da esercizi, domande a risposta multipla e domande a risposta aperta. 

Alternativamente, durante il corso saranno previste prove in itinere per valutare il livello di preparazione degli studenti sulle singole unità didattiche. Il voto finale sarà la media aritmetica dei voti delle prove in itinere solamente se in entrambe si è raggiunta la sufficienza. La partecipazione alle prove in itinere è consentita esclusivamente a coloro che hanno raggiunto almeno il 70% di presenza al corso.

Note:

• È vietato l'uso di qualsiasi strumento hardware (tablet, smartphone, cellulari, auricolari BT etc.), di libri o documenti personali durante gli esami (scritti) ad eccezione del formulario fornito dal docente
• Per sostenere gli esami è obbligatorio prenotarsi utilizzando l'apposito modulo del portale studenti (in mancanza delle propedeuticità non sarà quindi possibile sostenere l'esame).
• Non sono ammesse prenotazioni tardive tramite email. In mancanza di prenotazione, l'esame non può essere verbalizzato.
• La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.