AUTOMATION AND MATHEMATICAL APPARATUS FOR THE ANALYSIS OF GENOMICS DATA

Abstract

Рассматриваются вопросы терминологии экспертных систем, таксономии, классификации и обобщения описания современного математического и кибернетического аппарата автоматизированных систем, предназначенных для анализа биоинформации геномной природы. Обсуждаются ключевые алгоритмы биоинформатики, вычислительной биологии, геномики и медицинской кибернетики, задачи анализа обработки информации и основные функции биоинформационных программных систем и вычислительных комплексов, методологические основы современных систем для автоматизированного анализа биоинформационных геномных данных. Авторы уделяют особое внимание результатам развития прикладной математики, искусственного интеллекта, машинного обучения и математического моделирования для медицинских технологий, обзору программных инструментов для создания эпидемиологических моделей с целью изучения закономерностей распространения опасных инфекций, приоритетным вопросам анализа биоинформационных данных нового высокопатогенного для человека и животных коронавируса. Статья содержит иллюстрации, листинг кода и формулы, которые можно использовать для лекций и презентаций. Научный обзор представляет интерес как для начинающих исследователей междисциплинарных наук, которым необходимы навыки анализа информации, так и для опытных ученых и практического программирования для медицины и биологии. Авторы подчеркивают необходимость развития отечественных независимых информационных технологий для медицины и биологии, для вирусологии, в частности The questions of terminology of expert systems, taxonomy and classification and summary of the description of the modern mathematical and cybernetic apparatus of automated systems designed for the analysis of bioinformation of genomic nature are described. The key algorithms of bioinformatics, computational biology, genomics and medical cybernetics, the problems of information processing analysis and the principal functions of bioinformatic computational systems, the methodological foundations of modern software designed for automated analysis of bioinformatic genomic data are discussed. The authors pay special attention to the results of the development of applied mathematics, artificial intelligence, machine learning and mathematical modeling for medical technologies, to the survey of software tools for developing and implementing epidemiological models in order to study the patterns of the transmission of dangerous infections, priority issues in the analysis of bioinformatic data of the new highly pathogenic coronavirus, which is extremely dangerous for humans and animals. The article contains illustrations, code listing and formulas which can be used for lectures and presentations. The scientific review is of interest both for novice researchers in interdisciplinary sciences who need information analysis skills, and for experienced scientists and practical programming for medicine and biology. The authors emphasize the need for the development of independent information technologies for medicine and biology, for virology in particular