Guide to Simulation and Modeling for Biosciences

این متن قابل دسترسی، مقدمه‌ای مفصل برای استفاده از طیف گسترده‌ای از ابزارهای نرم‌افزاری و محیط‌های مدل‌سازی برای استفاده در علوم زیستی و همچنین پیش‌زمینه ریاضی بنیادی ارائه می‌دهد. محدودیت‌های عملی ارائه‌شده توسط هر تکنیک مدل‌سازی به تفصیل شرح داده می‌شود و محقق را قادر می‌سازد تا تعیین کند کدام بسته نرم‌افزاری برای یک مشکل خاص مفیدتر است. ویژگی ها: مجموعه ای اساسی از تکنیک ها را برای فرموله کردن مدل های سیستم های بیولوژیکی و حل آنها معرفی می کند. مدل‌های مبتنی بر عامل، تکنیک‌های مدل‌سازی تصادفی، معادلات دیفرانسیل، شبیه‌سازی‌های فضایی، و الگوریتم شبیه‌سازی تصادفی گیلسپی را مورد بحث قرار می‌دهد. تمرینات را ارائه می دهد؛ ابزارهای مفیدی مانند سیستم جبر ماکسیما، جستجوگر مدل PRISM و محیط‌های مدل‌سازی Repast Simphony و Smoldyn را توصیف می‌کند. شامل ضمیمه هایی در مورد قوانین تمایز و ادغام، علامت گذاری ماکسیما و PRISM و برخی مفاهیم ریاضی اضافی است. مطالب تکمیلی را در یک وب سایت مرتبط ارائه می دهد.

This accessible text presents a detailed introduction to the use of a wide range of software tools and modeling environments for use in the biosciences, as well as the fundamental mathematical background. The practical constraints presented by each modeling technique are described in detail, enabling the researcher to determine which software package would be most useful for a particular problem. Features: introduces a basic array of techniques to formulate models of biological systems, and to solve them; discusses agent-based models, stochastic modeling techniques, differential equations, spatial simulations, and Gillespie’s stochastic simulation algorithm; provides exercises; describes such useful tools as the Maxima algebra system, the PRISM model checker, and the modeling environments Repast Simphony and Smoldyn; contains appendices on rules of differentiation and integration, Maxima and PRISM notation, and some additional mathematical concepts; offers supplementary material at an associated website.