数学与计算生物学

数学和计算方法对当代生物学研究的许多领域至关重要, 比如基因组学, 分子建模, 结构生物学, 生态, 进化生物学, 神经生物学, 系统生物学. 相反, 生物学提供了新的挑战，可以推动新的数学和计算方法的发展.

Harvey Mudd学生对生物学之间的界面感兴趣, 数学, 计算机科学专业可以攻读数学和计算生物学专业, 哪个是由生物学共同管理的, 数学, 计算机科学系.

这个专业为学生在应用数学等领域的研究生学习做准备, 生物信息学, 计算生物学, 数据科学, 基因组科学, 数学生物学, 以及生物学的不同领域, 以及工业就业.

Harvey Mudd的核心课程为数学和计算生物学专业提供了强大的多学科基础, 学院为学生提供了许多从事生物数学跨学科研究的机会, 计算生物学, 定量生物学.

选择这个专业的学生会沉浸在生物学的科学和知识文化中, 计算机科学, 和数学, 这个专业有足够的灵活性，可以让学生专注于自己感兴趣的特定领域. 这个专业的学生有一位来自生物系的指导老师和一位来自数学系或计算机科学系的指导老师. 顾问将共同帮助学生根据学生的兴趣和目标制定一个连贯的计划.

介绍性的序列

• BIOL054嗯 实验生物学实验室

  信贷: 1

  指导老师: 安, 麦克费登, Stoebel

  提供: 春天

  描述: 生理学研究, 生物化学, 生态, 分子biol-ogy, 以及实验生物学的其他领域.

  并修课程: BIOL023嗯 和 BIOL046嗯 

  并发条件: BIOL154嗯 

• BIOL154嗯 生物统计学

  学分: 3

  指导老师: Donaldson-Matasci, Stoebel

  提供: 春天

  描述: 分析生物数据的统计技术, 包括参数, 非参数, 随机化方法. 实验设计的统计方面，重点是分析收集的数据 BIOL054嗯.

  先决条件: CSCI005嗯, CSCI005GR嗯, or CSCI042嗯 

  并修课程: BIOL046嗯 

  并发条件: BIOL054嗯 

• MATH055嗯 离散数学

  学分: 3

  指导老师: Benjamin, Bernoff, Lindo, Martonosi, Orrison, Su

  提供: 秋天和春天

  描述: 主题包括组合学(计算事物的聪明方法), 数论, 图论强调创造性地解决问题，学会阅读和书写严谨的证明. 可能的应用包括概率、算法分析和密码学.

  并修课程: MATH073嗯 

• MATH082嗯 微分方程

  学分: 3

  教练: 工作人员

  提供: 秋天

  描述: 物理系统建模, 一阶常微分方程, 存在, 独特性, long-term behavior of solutions; bifurcations; approximate solutions; second-order ordinary differential equations 和 their properties, applications; first-order systems of ordinary differential equations. 常微分方程线性系统的应用, matrix exponential; nonlinear systems of differential equations; equilibrium points 和 their stability. 额外的话题.

  先决条件: (MATH019嗯 和 MATH073嗯)或同等 

• MCBI118A嗯 数学生物学概论

  学分: 1.5

  指导老师: 阿道夫(生物学)，de Pillis(数学)，Donaldson-Matasci(生物学)

  提供: 春天

  描述: 数学生物学领域的导论. 生物过程的连续和离散数学模型及其分析和计算解决方案. 例子可能包括流行病学中的模型, 生态, 癌症生物学, 系统生物学, 分子进化, 和系统发生学.

  先决条件: MATH073嗯, MATH082嗯, BIOL046嗯 

• MCBI118B嗯 计算生物学概论

  学分: 1.5

  指导老师: 布什(生物学)，Donaldson-Matasci(生物学)，Wu(计算机科学)

  提供: 春天

  描述: 计算生物学领域的导论. 系统发育推断算法和解决分子进化和群体遗传学问题的计算方法.

  先决条件: CSCI005嗯 和 BIOL046嗯 

生物学基础

下列任意两项:

• BIOL101嗯 比较生理学

  学分: 3

  教练: 安

  提供: 春天

  描述: 总目标将提供比较生理学的广泛介绍. 学生将学习细胞之间的联系 & 动物的分子机制、器官系统和机体功能. 学生将研究生物学中结构与功能之间的关系. 在这个过程中, 学生将被介绍到动物的多样性和用于进行生理测量的科学工具.

  先决条件: BIOL046嗯 

• BIOL108嗯 生态学与环境生物学

  学分: 3

  指导老师: 阿道夫,麦克费登

  提供: 春天

  描述: 自然群落和生态系统的组织原则, 包括人口动态, 物种之间的相互影响, 岛屿生物地理学. 生态问题的现代实验和数学方法. 生态学原理在保护生物学中的应用, 气候变化, 以及其他环境影响.

  先决条件: BIOL046嗯 和 MATH019嗯 

• BIOL109嗯 进化生物学

  学分: 3

  指导老师: 阿道夫,麦克费登

  提供: 秋天

  描述: 进化机制, 包括自然选择, 群体遗传学, 物种形成, 宏观进化过程. 系统发育重建的现代方法. 生物多样性的历史和化石记录.

  先决条件: BIOL046嗯 和 MATH019嗯 

• BIOL113嗯 分子遗传学

  学分: 3

  指导老师: 胡尔，舒尔茨，斯托贝尔

  提供: 秋天

  描述: 原核和真核细胞中基因功能的分子描述, 包括DNA, 核糖核酸, protein structure; DNA replication; transcription 和 translation; 和 gene regulation.

  先决条件: BIOL046嗯 和 CHEM042嗯 

和

• 一次生物学研讨会
• 一个生物实验室

数学与计算课程

之一:

• BIOL119嗯 高等数学生物学

  学分: 3

  指导老师: 阿道夫, de Pillis(数学)，Jacobsen(数学)

  提供: 秋天

  描述: 生物过程数学模型的高级研究, 包括离散和连续模型. 例子来自生物学的各个领域, 这可能包括生理学, 生物体系, 癌症生物学, 流行病学。, 生态, 进化, 以及时空动力学.

  先决条件: MCBI118A嗯 

• MATH119嗯 高等数学生物学

  学分: 3

  指导老师: 阿道夫(生物学)，de Pillis, Jacobsen

  描述: 生物过程数学模型的进一步研究, 包括离散和连续模型. 例子来自生物学的各个领域, 这可能包括生理学, 系统生物学, 癌症生物学, 流行病学。, 生态, 进化, 以及时空动力学.

  先决条件: MCBI118A嗯 

• BIOL188嗯 高级计算生物学

  学分: 3

  教练: 布什

  提供: 秋天，隔年

  描述: 基因组研究中使用的计算算法和方法. 讲座、讨论和计算机实验室练习.

  先决条件: MCBI118B嗯 

和

与指导老师一起选择一门3学分的数学课程. 建议选择的数学课程包括但不限于:

• MATH152嗯 统计理论

  学分: 3

  指导老师: 马托诺西，威廉姆斯，职员(波莫纳)， 工作人员 (CMC)

  提供: Jointly; spring semester at pomona 和 cmc

  描述: 介绍统计推断的一般理论, 包括参数估计, 置信区间, 假设的检验.

  先决条件: 数学157 hm 

• MATH156嗯 随机过程

  学分: 3

  指导老师: Benjamin, Martonosi, 工作人员 (CMC)

  提供: Jointly; fall, alternate years at hmc

  描述: 这门课程特别适合那些想要了解概率论如何应用于工程等领域随机现象研究的人, 管理科学, 自然科学和社会科学, 还有运筹学. 主题包括条件期望、马尔可夫链、泊松过程和排队论. 从可靠性理论等主题中选择的其他应用, 布朗运动, 金融与资产定价, 库存理论, 动态规划, 和仿真.

  先决条件: MATH073嗯 和 MATH157嗯 

• MATH158嗯 统计线性模型

  学分: 3

  指导老师: 马托诺西，威廉姆斯，职员(波莫纳)

  提供: 秋天，隔年

  描述: 介绍线性回归，包括简单的线性回归, 多元回归, 变量的选择, 逐步回归和残差图分析及方差分析包括单向和双向固定效应方差分析. 重点将放在数据的方法和应用上. 统计软件将用于分析数据.

  先决条件: 教员许可

• MATH164嗯 科学计算

  学分: 3

  指导老师: Bernoff, de Pillis, Yong

  描述: 应用于科学和工程问题的计算技术. 物理问题的建模, 计算机实现, analysis of results; use of mathematical software; numerical methods chosen from: solutions of linear 和 nonlinear algebraic equations, 常微分方程和偏微分方程的解, 有限元素, 线性规划, 优化算法, 快速傅里叶变换.

  先决条件: MATH073嗯, MATH082嗯, CSCI060嗯 

• MATH168嗯 算法

  学分: 3

  指导老师: 布尔科尔(计算机科学), Monta ñez(计算机科学), 斯科菲尔德(计算机科学), 石匠(计算机科学)

  提供: 秋天和春天

  描述: 算法设计，计算机实现，效率分析. 离散结构, 排序和搜索, 时空复杂性, 题目选自算术电路的算法, 排序网络, 并行算法, 计算几何, 解析和模式匹配.

  先决条件: ((CSCI070嗯 和(MATH055嗯/CM/PZ/SC)及(MATH019嗯 或MATH032 CM/PO/PZ/SC或MATH032S PO或MATH067 PO)和(MATH073嗯 或math060cm /PO/PZ/SC或MATH060C CM))或(CSCI060嗯 or CSCI042嗯), MATH131嗯)或(CSCI062 PO及CSCI054 PO). CSCI081嗯 建议.

• MATH173嗯 高等线性代数

  学分: 3

  指导老师: de Pillis, Gu, Haddock, Orrison

  提供: 每隔一年联合

  描述: 主题从以下:矩阵的相似性和约旦形式, 凯利-汉密尔顿定理, limits of sequences 和 series of matrices; the Perron-Frobenius theory of nonnegative matrices, estimating eigenvalues of matrices; stability of systems of linear differential equations 和 Lyapunov's Theorem; iterative solutions of large systems of linear algebraic equations.

  先决条件: MATH131嗯 

• MATH180嗯 偏微分方程导论

  学分: 3

  指导老师: 伯诺夫，雅各布森H. Zinn-Brooks

  提供: 秋天

  描述: 偏微分方程(PDEs)包括热方程, 波动方程, Laplace's equation; 存在 和 独特性 of solutions to PDEs via the maximum principle 和 energy methods; method of characteristics; Fourier series; Fourier transforms 和 Green's functions; Separation of variables; Sturm-Liouville theory 和 orthogonal expansions; Bessel functions.

  先决条件: MATH082嗯 和 MATH131嗯 

• MATH187嗯 运筹学

  学分: 3

  指导老师: Benjamin, Martonosi, 工作人员 (CMC)， 工作人员 (Pomona)

  提供: 秋天

  描述: 线性, 整数, 非线性与动态规划, 经典优化问题, 网络理论.

  先决条件: MATH073嗯 

和

与指导老师一起选择一门3学分的计算机科学课程. 建议的计算机科学课程选择包括但不限于:

• CSCI060嗯 计算机科学原理

  学分: 3

  指导老师: Boerkoel, 布里登, Dodds, Padmanabhan, Stone, Talvitie, Trushkowsky, Wiedermann, Wu

  提供: 秋天和春天

  描述: 计算机科学原理导论:信息结构, 函数式编程, 面向对象编程, 语法, 逻辑, 正确性, 算法, 复杂性分析, 以及理论上的局限性. 那些已经完成的 CSCI042嗯 不能拿CSCI060嗯.

  先决条件: CSCI005嗯 or CSCI005GR嗯 

• CSCI070嗯 数据结构和程序开发

  学分: 3

  指导老师: 布里登, Medero, O'Neill, Stone, Talvitie, Trushkowsky

  提供: 秋天和春天

  描述: 抽象数据类型，包括优先级队列和动态字典，以及这些数据类型的有效数据结构, 包括堆, 自动平衡树, 哈希表. 数据结构分析，包括最坏情况，平均情况和平摊分析. 仓库分配和回收. 二次存储注意事项. 广泛的实践为各种应用程序构建程序.

  先决条件: (CSCI060嗯 or CSCI042嗯)，以及至少一门微积分或更高水平的数学课程; MATH055嗯 推荐

• CSCI081嗯 可计算性与逻辑性

  学分: 3

  指导老师: Bang, Monta ñez, Stone

  提供: 秋天和春天

  描述: 介绍计算机科学的一些数学基础, 特别是逻辑, 自动机, 以及可计算性理论. 发展构建和写作证明的技能, 并论证了上述领域在实际问题中的应用.

  先决条件: (MATH055嗯 或MATH055 CM/PZ/SC)，及(CSCI060嗯 or CSCI042嗯)，及(MATH019嗯 或MATH032 CM/PO/PZ/SC或MATH032S PO或MATH067 PO)，及(MATH073嗯 或MATH060 CM/PO/PZ/SC)

• CSCI123嗯 计算实践、项目和人员

  学分: 3

  指导老师: 基拉博，斯科菲尔德，职员

  提供: 秋天和春天

  描述: 本课程深入研究了规划所需的技术和专业技能, 执行, 文档, 并在课堂之外展示计算项目. 本课程的中心焦点是一个基于团队的项目，为现有的软件工具或API开发教程. 各种练习将有助于在专业计算环境中探索和建立通用工具和工作流程的读写能力. 另外, 学生将讨论围绕谈判的人际互动, 冲突管理, 对代码和书面工作进行同行评审, 道德决策.

  先决条件: CSCI070嗯 

• CSCI133嗯 数据库系统

  学分: 3

  教练: Trushkowsky

  描述: 数据库的基本模型:实体-关系、关系、面向对象. 关系代数和微积分，查询语言. 数据存储、缓存、索引和排序. 并发和分布式数据库中的锁协议和其他问题.

  先决条件: CSCI070嗯; CSCI081嗯 推荐

• CSCI140嗯 算法

  学分: 3

  指导老师: Boerkoel, Monta ñez, Schofield, Stone

  提供: 秋天和春天

  描述: 算法的设计、分析和正确性. 设计技术包括分而治之和动态规划. 分析技术，包括解决递归关系和摊销. 正确性技术，包括不变量和归纳证明. 应用程序包括排序和搜索, 图论问题，如最短路径和网络流, 题目选自算术电路, 并行算法, 计算几何, 和oth-ers. 介绍计算复杂性，np完备性和近似算法. 要求熟练编程，因为有些作业需要算法实现.

  先决条件: ((CSCI070嗯 和(MATH055嗯/CM/PZ/SC)及(MATH019嗯 或MATH032 CM/PO/PZ/SC或MATH032S PO或MATH067 PO)和(MATH073嗯 或math060cm /PO/PZ/SC或MATH060C CM))或(CSCI060嗯 or CSCI042嗯), MATH131嗯)或(CSCI062 PO及CSCI054 PO). CSCI081嗯 建议.

• CSCI144嗯 科学计算

  学分: 3

  指导老师: Bernoff(数学)，de Pillis(数学)，Yong(数学)

  描述: 应用于科学和工程问题的计算技术. 物理问题的建模, 计算机实现, analysis of results; use of mathematical software; numerical methods chosen from: solutions of linear 和 nonlinear algebraic equations, 常微分方程和偏微分方程的解, 有限元素, 线性规划, 优化算法, 快速傅里叶变换.

  先决条件: MATH073嗯, MATH082嗯，及(CSCI060嗯 or CSCI042嗯) 

• CSCI152嗯 神经网络

  学分: 3

  教练: 工作人员

  描述: 建模, 模拟, 分析了人工神经网络及其与生物网络的关系. 离散和连续神经网络的设计与优化. 反向传播和其他梯度下降方法. Hopfield和Boltzmann网络. 无监督学习. 自组织特征映射. 从函数近似中选择的应用, 信号处理, 控制, 计算机图形学, 模式识别, 时间序列分析. 与模糊逻辑、遗传算法和人工生命的关系.

  先决条件: CSCI070嗯 和 MATH073嗯 和(MATH056嗯 or MATH062嗯 or BIOL154嗯 或MATH151 CM/PO/PZ/SC)

• CSCI155嗯 计算机图形学

  学分: 3

  教练: 布里登

  描述: 本课程介绍现代计算机图形学的主要概念. 学生将熟悉捕捉带来的技术挑战, 显示, 以及数字图像的生成. 重要的概念，如专用硬件的作用, 在物理现实主义和渲染时间的权衡, 并将介绍图形文学的批判性阅读和分析.

  先决条件: CSCI070嗯, MATH073嗯，及(MATH056嗯 or MATH062嗯 or BIOL154嗯 或MATH151 CM/PO/PZ/SC)

和

• 5个额外的数学或计算机科学课程学分

技术选修课

• 与指导老师一起选择的一门技术选修课(3学分):任何与学生本专业兴趣相关的课程. 可能满足这一要求的课程包括生物学, 计算机科学, 或数学或其他领域包括(但不限于), 化学, 生物工程, 认知科学, 神经科学, 生物物理学, 或语言学.

研讨会及论坛

• BIOL191嗯 生物学讨论会 (两次)

  信贷: 0.5

  教练: 工作人员

  提供: 秋天和春天

  描述: 口头报告和讨论选定的主题，包括最近的发展. 参与者包括生物学专业的学生、教职员工和客座演讲者. 大三、大四生物专业必修课程. 不超过2个.参加电子游艺信誉排行榜研讨会/座谈会可获得0个学分.

  先决条件: 仅限HMC生物(包括联合专业).

• MATH198嗯 大学生数学论坛 (最好在大三选修)

  信贷: 1

  指导老师: 卡斯特罗，雅各布森，奥里森，威廉姆斯，H. Zinn-Brooks

  提供: 秋天和春天

  描述: 本课程的目标是提高学生的数学沟通能力, 无论是对普通观众还是对技术观众. 学生将提交指定主题的材料，并由学生和教师评估他们的报告. 这种形式同时使学生接触到广泛的主题，从现代和古典数学. Required for all majors; 推荐 for all joint CS-math majors 和 数学生物学 majors, 通常是在大三.

• MCBI199嗯 数学与计算生物学专业联合学术研讨会

  信贷: 0.5

  教练: 工作人员

  提供: 秋天和春天

  描述: 注册参加联合研讨会的学生必须在学期内参加与他们兴趣相关的任何领域的固定次数的研讨会演讲. 讲座可能在克莱蒙特学院的任何成员或附近的大学举行，可能涉及包括生物学在内的广泛领域, 数学, 计算机科学和其他科学和工程学科，包括生物工程, 认知科学, 神经科学, 生物物理学, 和语言学. 参加联合研讨会的学生必须提交他们参加的每个讲座的简短摘要. 不超过2个.参加电子游艺信誉排行榜研讨会/座谈会可获得0个学分.

顶石

• 两个学期的毕业论文或临床研究, 与学生的学术顾问协商选择(6学分)