Tématické okruhy MBI

gistfile1.txt

init

okruhy.txt

Tématické okruhy pro ústní část státní závěrečné zkoušky navazujícího magisterského studijního programu Informační technologie na FIT VUT v Brně pro akademický rok 2013/14
Obor Bioinformatika a biocomputing (MBI)
1. Jazyk a sémantika predikátové logiky (termy, formule, realizace jazyka, pravdivost formulí).
2. Formální systém predikátové logiky (axiomy a odvozovací pravidla, dokazatelnost, model a důsledek teorie, věty o úplnosti a kompaktnosti, prenexní tvar formulí).
3. Algebraické struktury (grupy, okruhy, obory integrity a tělesa, svazy a Boolovy algebry, univerzální algebry).
4. Základní algebraické metody (podalgebry, homomorfismy, přímé součiny, kongruence a faktorové algebry, normální podgrupy a ideály okruhů).
5. Obory integrity a dělitelnost (okruhy polynomů, pravidla dělitelnosti, Gaussovy a Eukleidovy okruhy).
6. Teorie polí (minimální pole, rozšíření pole, konečná pole a jejich konstrukce).
7. Metrické prostory (příklady, konvergence posloupností, spojitá a izometrická zobrazení, úplnost, Banachova věta o pevném bodu).
8. Normované a unitární prostory (základní vlastnosti a příklady, normované prostory konečné dimenze, uzavřené ortonormální systémy a Fourierovy řady).
9. Obyčejné grafy (stupně uzlů, cesty a kružnice, souvislost grafu, stromy, kostry, Kruskalův a Primův algoritmus pro hledání minimální kostry ohodnoceného grafu, obarvitelnost a planarita).
10. Orientované grafy (orientované cesty a kružnice, souvislost a silná souvislost, turnaj, eulerovský graf, Dijkstrův a Floyd-Warshallův algoritmus pro hledání cesty minimální délky).
11. Klasifikace gramatik, formálních jazyků a automatů přijímajících jazyky.
12. Vlastnosti formálních jazyků (typické vlastnosti a jejich rozhodnutelnost).
13. Konečné automaty (jazyky přijímané jazyky KA, varianty KA, minimalizace KA).
14. Regulární množiny, regulární výrazy a rovnice nad regulárními výrazy.
15. Transformace a normální formy bezkontextových gramatik.
16. Zásobníkové automaty (jazyky přijímané ZA, varianty ZA).
17. Turingovy stroje (jazyky přijímané TS, varianty TS, lineárně omezené automaty, univerzální TS).
18. Nerozhodnutelnost (problém zastavení TS, princip diagonalizace a redukce, Postův korespondenční problém).
19. Parciální rekurzivní funkce.
20. Časová a paměťová složitost (třídy složitosti, úplnost, SAT problém).
21. Klasifikace a vlastnosti paralelních a distribuovaných architektur.
22. Základní typy topologií paralelních a distribuovaných architektur a jejich vlastnosti.
23. Distribuované a paralelní algoritmy - algoritmy řazení, select.
24. Distribuované a paralelní algoritmy - algoritmy vyhledávání.
25. Model PRAM, suma prefixů a její aplikace.
26. Distribuované a paralelní algoritmy - algoritmy nad seznamy, stromy a grafy.
27. Interakce mezi procesy a typické problémy paralelismu (synchronizační a komunikační mechanismy).
28. Distribuované a paralelní algoritmy - předávání zpráv a knihovny pro paralelní zpracování (MPI).
29. Distribuovaný broadcast, synchronizace v distribuovaných systémech.
30. Vícevrstvé dopředné neuronové sítě (učení - princip algoritmu zpětného šíření chyby, odezva, možné aplikace).
31. Hopfieldova neuronová síť (učení, odezva, možné aplikace).
32. Kohonenova neuronová síť (učení, odezva, možné aplikace).
33. Fuzzy řízení (fuzzyfikace, inference, defuzzyfikace).
34. Bayesovské sítě (exaktní inference, přibližná inference).
35. Hrubé množiny (spodní a horní aproximace, pozitivní, negativní a hraniční oblast, možné využití pro dolování znalostí).
36. Předzpracování dat v procesu získávání znalostí (popisné charakteristiky dat; metody čištění; normalizace a redukce dat).
37. Datové sklady a OLAP technologie (vlastnosti datového skladu; multidimenzionální datový model; operace s datovými kostkami; typy OLAP serverů).
38. Dolování asociačních pravidel (Pojmy frekventovaná množina; asociační pravidlo; podpora; spolehlivost; algoritmy pro dolování asociačních pravidel).
39. Dolování textu (základní charakteristika, předzpracování textových dokumentů a jejich reprezentace; vyhledávání informací).
40. Klasifikace a predikce (princip a fáze klasifikace; rozdíl mezi klasifikací a predikcí; princip klasifikace rozhodovacím stromem, bayesovské naivní klasifikace, klasifikace neuronovou sítí, lineární regrese, nelineární regrese).
41. Shluková analýza (princip shlukové analýzy; vzdálenostní funkce; princip rozdělujících metod k-means a k-medoids, princip hierarchických metod; princip metod založených na hustotě a na mřížce).
42. Dolování v biologických datech (dolování sekvenčních vzorů, shlukování v biologických datech, klasifikace, porovnávání sekvencí).
43. Základní pojmy molekulární genetiky: genetická informace, gen, genetický kód.
44. Struktura a funkce genomů prokaryot, eukaryot a virů.
45. Transkripce genů a posttranskripční úpravy.
46. Translace a posttranslační úpravy.
47. Základní principy regulace genové exprese.
48. Změny genetické informace: mutace, rekombinace, reparace DNA, transpozice.
49. Zarovnání sekvencí (dynamického programování, BLAST, FASTA).
50. Vícenásobné zarovnání sekvencí (dynamické programování, CLUSTAL).
51. Konstrukce fylogenetických stromů (metody založené na znacích nebo vzdálenosti).
52. Metody sekvenace DNA a sestavování fragmentů.
53. Rozpoznávání genů (statistické metody, skryté Markovovy modely).
54. Predikce struktury proteinů (struktura proteinů, predikce elementů sekundární struktury, predikce celkového tvaru proteinů).
55. Predikce struktury RNA (strukturní elementy v RNA, Nussinin algoritmus, další metody predikce struktury RNA).
56. Rekonfigurovatelná výpočetní zařízení pro evolvable hardware (požadavky, princip funkce).
57. Evoluční design a evoluční optimalizace (typické algoritmy, aplikace, způsob vyhodnocení experimentů).
58. Kartézské genetické programování (reprezentace problému, prohledávací algoritmus, fitness funkce).
59. Evoluční návrh obvodů (fitness funkce, problém škálovatelnosti).
60. Výpočetní development (princip, modely).
61. Celulární automaty v 1D a 2D, Wolframovy třídy, sebereplikace, embryonální hardware.
62. DNA počítače (Adlemanův experiment, důsledky pro informatiku).
63. Informace o genomech (sekvence, anotace) a související výpočetní nástroje.
64. Závislost tvorby duplexů DNA a struktur RNA na sekvenci a teplotě a související algoritmy a nástroje.
65. Popis funkce genových produktů ("Gene Ontology") a související výpočetní nástroje.
66. Biologické sekvence z pohledu pravděpodobnosti a informační teorie (kombinační složitost DNA a proteinů, použití entropie a vzájemné informace v bioinformatice, sekvenční logo a další reprezentace množiny sekvencí).