Slovník | Vyhledávání | Mapa webu
 
Analýza a modelování dynamických biologických datÚvod do matematického modelování Metodologie matematického modelování s využitím Maple Slovo úvodem

Logo Matematická biologie

Slovo úvodem

Sestavení vhodného a prakticky použitelného matematického modelu biologického systému představuje obtížnou a časově náročnou činnost, která probíhá v mnoha etapách, v nichž se střídá experimentování na reálném objektu s experimenty na modelu [1]. Aby bylo možno pokusy s modelem účelně provádět, realizují se matematické modely s využitím ICT, zejména počítačů. Experimentování s těmito modely na počítačích se obvykle nazývá počítačová simulace. Počítačové simulace se staly užitečnou součástí matematického modelování mnoha biologických, fyzikálních a biochemických systémů a získaly nový pohled do fungování těchto systémů. Vymezení přesného obsahu termínu simulace naráží na řadu nejasností, které mají za následek celou řadu definic a různých pojetí simulace. Využijeme pojetí Shannonovo [3], který definuje simulaci jako proces tvorby modelu reálného systému a provádění experimentů s tímto modelem za účelem lepšího pochopení struktury a chování studovaného systému.

Matematické modelování je odborná a kvalifikovaná činnost vyžadující týmovou spolupráci odborníků z různých oblastí: odborníků z oblasti oboru řešené problematiky, specialistů v oblasti matematiky, specialistů z oblasti informatiky apod. Pro úspěšné matematické modelování by měl řešitelský tým splňovat následující předpoklady [1], [2].

  • Znalost metod a nástrojů matematické a funkcionální analýzy, algebry a diskrétní matematiky, která jsou důležité pro volbu správné metody řešení a modelu.
  • Znalost techniky modelování a zdrojů informací o modelu, aby úsilí vynaložené na využití a konstrukci určitého modelu z literatury musí být úměrné jeho přínosu.
  • Týmovou spolupráci, v níž musí existovat dostatečný prostor pro vlastní vývoj matematického modelu (iniciativa) a musí být zainteresovanost (studijní, výzkumná) na využití modelové techniky a ICT (motivace).
  • Výpočetní základna. Všechny tři složky ICT (tj. hardware, software a komunikace) musí být řešitelskému týmu k dispozici a měl by být v rovnováze.
  • Informační a datová základna. Každý model je třeba ověřit pomocí vstupních proměnných, parametrů a dat, které vycházejí z konkrétních hodnověrných informací, dat a zdůvodněných odhadů parametrů. Údaje musí být k dispozici ve vhodné formě pro ověřování modelu. Je vhodné vytvářet speciální informační systémy (např. banky dat), jež uchovávají data.
  • Experimentální základna. U složitých matematických modelů by měla být k dispozici i experimentální základna, kde se řešení modelu ověří v praxi.
 
vytvořil Institut biostatistiky a analýz Masarykovy univerzity | | zpětné odkazy | validní XHTML 1.0 Strict