ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| COMPUTATIONAL MODELS FOR COMPLEX SYSTEMS | INF/01 | LEZIONI | 48 |
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Gli studenti acquisiranno conoscenze sulle principali metodologie di modellazione computazionale, le principali tecniche di analisi basate su modelli e i principali principi di modellazione per sistemi complessi costituiti da componenti interattivi.
Studends will acquire some knowledge about the main computational modelling methodologies, the main model-based analysis techniques, and the main modelling principles for complex systems made of interactive components.
Nel contesto dell'esame gli studenti dovranno dimostrare familiarità con le metodologie di modellazione e analisi presentate nel corso.
In the context of the exam students will have to demostrate familiarity with the modelling and analysis methodologies presented in the course.
Gli studenti impareranno come applicare tecniche di modellazione e analisi computazionale per studiare le proprietà dinamiche di sistemi complessi da qualsiasi dominio applicativo.
Students will learn how to apply computational modelling and analysis techniques to study dynamical properties of complex systems from any application domain.
Nel contesto dell'esame, gli studenti dovranno dimostrare di essere in grado di ragionare su un caso di studio in cui viene utilizzata la modellazione computazionale per indagare le proprietà di un sistema complesso.
In the context of the exam, students will have to demostrate to be able to reason about a case study in which computational modelling is used to investigate properties of a complex system.
Gli studenti acquisiranno e / o svilupperanno una consapevolezza sugli obiettivi e l'applicabilità delle metodologie di modellazione computazionale.
Students will acquire and/or develop an awareness on the aims and the applicability of computational modelling methodologies.
Nel contesto dell'esame, gli studenti dovranno dimostrare la consapevolezza sugli obiettivi e l'applicabilità delle metodologie di modellazione computazionale.
In the context of the exam, students will have to demostrate awareness on the aims and the applicability of computational modelling methodologies.
Nozioni di base di matematica e informatica, ad es. teoria degli insiemi, teoria della probabilità, algoritmi e abilità di programmazione.
Basic mathematical and computer science notions, e.g. set theory, probability theory, algorithms and programming skills.
Lezioni frontali con slides.
Lectures with slides.
Syllabus di massima:
- Sistemi complessi: concetti di base e relazioni tra interazione di componenti e dinamiche di popolazione
- Sistemi dinamici discreti e continui: relazioni di ricorrenza, equazioni differenziali e algoritmi di simulazione numerica
- Modellazione di sistemi complessi tramite regole: la metafora delle reazioni chimiche
- Modellazione e simulazione stocastica: l'algoritmo di Gillespie
- Dinamica di sistemi complessi in termini di sistemi di transizione: sitemi di transizione probabilistici/stocastici e il tool di model checking PRISM
- Notazioni dall'informatica teorica: multiset rewriting, P systems e Reti di Petri
- Simulazioni a eventi discreti, automi cellulari e modellazione ad agenti
- Applicazioni: casi di studio in biochimica, ecologia, epidemiologia, scienze sociali e manifattura
Draft syllabus:
- Complex systems: basic concepts and the relationships between component interaction and population dynamics
- Discrete and Continuous Dynamical Systems: recurrence relations, differential equations and numerical simulation algorithms
- Rule-based modelling of complex systems: the chemical-reaction metaphor
- Stochastic modelling and simulation methods: Gillespie's algorithm
- Complex systems dynamics in terms of transition systems: probabilistic/stochastic transition systems and the PRISM model checking tool
- Modelling notations from theoretical computer science: multiset rewriting, P systems and Petri nets
- Discrete event simulation, cellular automata and agent-based modelling
- Applications: selected case studies from biochemistry, ecology, epidemiology, social sciences and manufactury
Dispense, slides e articoli scientifici forniti durante il corso
Lecture notes, slides and scientific papers.
Tutto il materiale didattico sarà messo a disposizione tramite la pagina web del corso.
All the teaching material will be made available on the web page of the course.
L'esame consiste in una presentazione, in un piccolo progetto o in una prova orale standard. Da concordare con l'insegnante.
The exam consists in either a presentation, or a small project, or a standard oral test. To be agreed with the teacher.
Nessuna
None
