Molekulare Algorithmen - Einzelansicht

Prüfungsform: Schriftliche Ausarbeitung

Qualifikationsziele:

Die Studierenden sollen einen Einblick in unkonventionelle Computingkonzepte erhalten und für die damit verbundenen Chancen wie auch Herausforderungen sensibilisiert werden. Die Philosophie und Programmierung molekularer Computer vermittelt eine Reihe von Denkanstößen jenseits der verbreiteten Programmierparadigmen und öffnet den Blick für vielschichtige Anwendungen an der Schnittstelle zwischen Informatik und den Wissenschaften des Lebens.

Biologische Computer nach dem Vorbild der Natur bieten eine interessante Alternative zu derzeit etablierten Rechnerarchitekturen, Programmierparadigmen und algorithmischen Konzepten. Mit dem zunehmenden Verständnis molekularbiologischer Prozesse lässt sich die Idee, Biopolymere als Datenträger einzusetzen und gezielt zu verändern, immer besser verwirklichen. Darauf basierende biomolekulare Rechentechnik in vitro verspricht hohe Speicherkapazität und -dichte, Miniaturisierung, Energieeffizienz sowie eine massiv datenparallele Informationsverarbeitung. Die Lehrveranstaltung gibt einen interdisziplinären Überblick über den gegenwärtigen Kenntnisstand in Theorie und Praxis und thematisiert auch die dabei zu bewältigenden Herausforderungen.

* Chemische Reaktionssysteme als Analog- und Digitalcomputer
* Molekulare Operatoren und Algorithmenbausteine, Turing-Äquivalenz
* DNA-Computing: Rechnen auf Basis polymerer Primär- und Sekundärstrukturen
* Protein-Computing: Rechnen auf Basis molekularer Tertiär- und Quartärstrukturen
* Membran-Computing: Rechnen mit dynamischen Raumstrukturen und veränderbaren Reaktionssystemen
* Modelle und Programmiersprachen für molekulare Computer
* Labornahe Simulation molekularer Algorithmen

Studierende der Bioinformatik (M.Sc.), Informatik (M.Sc.) und Mathematik (M.Sc., Nebenfach Informatik)