Modeling Biological Systems: Principles and Applications

این کتاب به عنوان متنی برای اولین دوره در مورد ایجاد و تجزیه و تحلیل مدل های شبیه سازی کامپیوتری سیستم های بیولوژیکی در نظر گرفته شده است. مخاطب مورد انتظار این کتاب دانشجویانی هستند که مایل به استفاده از مدل های پویا برای تفسیر داده های واقعی mueh هستند، همانطور که از تکنیک های آماری استاندارد استفاده می کنند. این به معنای ارائه اصول اساسی و همچنین جزئیات و معادلات قابل اجرا برای چند سیستم و زیر رشته خاص است. با این حال، سیستم‌های بیولوژیکی مجموعه‌ای وسیع و متنوع از موضوعات و مشکلات را در بر می‌گیرند. این کتاب تنها تعدادی از آنها را مورد بحث قرار می دهد که من متوجه شده ام که برای زیست شناسان مفید و جالب هستند که تازه شروع به درک خود از شبیه سازی کامپیوتری کرده اند. نمونه‌های انتخاب‌شده شامل مدل‌های ریاضی کلاسیک از سیستم‌های به خوبی مطالعه شده تا موضوعات پیشرفته‌ای مانند اتوماتای ​​سلولی و حیات مصنوعی است. من بر رابطه بین مدل‌ها و زیست‌شناسی بر تحلیل ریاضی تأکید کرده‌ام تا به خواننده این حس را بدهم که مدل‌های ریاضی واقعاً برای زیست‌شناسان مفید هستند. در این پرتو، من به دنبال نمونه‌هایی بوده‌ام که به سؤالات زیست‌شناختی اساسی و به‌نظرم جالب توجه می‌پردازند. تقریباً همه مدل‌ها مستقیماً با داده‌های کمی مقایسه می‌شوند تا حداقل یک نمایش جزئی ارائه کنند که برخی از مدل‌های بیولوژیکی می‌توانند به طور دقیق پیش‌بینی کنند.

This book is intended as a text for a first course on creating and analyzing computer simulation models of biological systems. The expected audience for this book are students wishing to use dynamic models to interpret real data mueh as they would use standard statistical techniques. It is meant to provide both the essential principles as well as the details and equa­ tions applicable to a few particular systems and subdisciplines. Biological systems, however, encompass a vast, diverse array of topics and problems. This book discusses only a select number of these that I have found to be useful and interesting to biologists just beginning their appreciation of computer simulation. The examples chosen span classical mathematical models of well-studied systems to state-of-the-art topics such as cellular automata and artificial life. I have stressed the relationship between the models and the biology over mathematical analysis in order to give the reader a sense that mathematical models really are useful to biologists. In this light, I have sought examples that address fundamental and, I think, interesting biological questions. Almost all of the models are directly COIIl­ pared to quantitative data to provide at least a partial demonstration that some biological models can accurately predict.