چرا دانشجویان و دانش‌آموختگان رشته‌های زیست‌شناسی برای کدنویسی نیاز به یادگیری جبر و ریاضیات دارند؟

یادگیری ریاضی نه تنها تفکر منطقی و مهارت‌های حل مسئله را تقویت می‌کند، بلکه درک عمیق‌تری از الگوریتم‌ها، ساختار داده‌ها و مدل‌های محاسباتی فراهم می‌آورد. این موارد برای کدنویسی بسیار حیاتی هستند.

در دنیای زیست‌شناسی که با حجم زیادی از داده‌ها مواجه هستیم، کدنویسی به زبان Python یا BioPython به معنای تجزیه و تحلیل این داده‌ها به کمک ریاضیات، به ویژه آمار، است. این تجزیه و تحلیل برای فهم داده‌های بیولوژیکی، انجام محاسبات و تفسیر نتایج ضروری است.

بسیاری از الگوریتم‌های مورد استفاده در بیوانفورماتیک، مانند همترازی توالی و ساخت درخت فیلوژنی، بر اساس اصول ریاضی بنا شده‌اند. درک این اصول به توسعه و بهینه‌سازی این الگوریتم‌ها کمک می‌کند.

دانستن ریاضیات به دانش‌آموختگان زیست‌شناسی کمک می‌کند تا دقت و صحت بیشتری در کدنویسی داشته باشند.

اگر دانشجویان و دانش‌آموختگان زیست‌شناسی جبر و ریاضیات را یاد نگیرند، با چالش‌های متعددی در فرآیند یادگیری پایتون و بیوپایتون مواجه خواهند شد:

درک الگوریتم‌ها: بدون پیش‌زمینه ریاضی، درک و پیاده‌سازی الگوریتم‌ها می‌تواند دشوار باشد که این موضوع ممکن است پیشرفت آن‌ها را کاهش دهد و توانایی حل مشکلات پیچیده را محدود کند.

 
تحلیل داده: تجزیه و تحلیل بیولوژیکی داده‌ها به‌طور مؤثر نیازمند دانش آماری است. بدون آن، ممکن است دانشجویان و دانش‌آموختگان در انجام تحلیل داده‌ها دچار مشکل شوند و نتیجه‌گیری‌های نادرستی داشته باشند.

مهارت محدود حل مسئله: ریاضی مهارت‌های حل مسئله را تقویت می‌کند. بدون آن، ممکن است دانشجویان و دانش‌آموختگان نتوانند مسائل پیچیده را به بخش‌های قابل مدیریت تقسیم کنند که برای کدنویسی ضروری است.

عدم درک مفاهیم ریاضی می‌تواند منجر به خطا در کدنویسی، به‌ویژه در محاسبات و مدیریت داده‌ها شود. یادگیری برنامه‌نویسی بدون درک عمیق ریاضی ممکن است، اما داشتن یک پایه ریاضی قوی به‌طور قابل توجهی فرآیند یادگیری و توانایی مقابله با مسائل پیچیده بیولوژیکی را با استفاده از پایتون و بیوپایتون افزایش می‌دهد.

در ادامه، طی چند پست قصد داریم کاربردهای ریاضیات را در محاسبات زیست‌شناسی بررسی کنیم:

تحلیل داده‌های ژنومی و پروتئومی

مدل‌سازی شبکه‌های زیستی

مدل‌سازی دینامیک سیستم‌های زیستی

تحلیل تصاویر زیستی

مهندسی آنزیم

مهندسی متابولیک

بهینه‌سازی سیستم‌های زیستی

شبیه‌سازی سیستم‌های زیستی

با یادگیری ریاضیات، دانشجویان و دانش‌آموختگان زیست‌شناسی می‌توانند به ابزاری قوی برای تحلیل و درک بهتر دنیای زیست‌شناسی دست یابند و به پیشرفت‌های قابل توجهی در این حوزه کمک کنند.

اگر علاقه‌مند به یادگیری و آشنایی بیشتر این کاربردها هستید با ما همراه باشید.