Akademska 2014/15. godina

Беланчевине или протеини су важни биолошки макромолекули полимерне природе (полипептиди), који се састоје од амино киселина и представљају основну градивну јединицу сваке ћелије. У њихов састав улазе 20+3 различите амино киселине због чега се у биолошким базама података представљају као ниске формиране од 23 различита карактера. Протеини се могу класификовати на основу њихове примарне структуре, секундарне структуре, функција које обављају, итд.

Једна од могућих класификација протеина по функцији је према припадности одређеном кластеру ортологих група ЦОГ¹ (Cluster of Orthhologous Groups - COGs). Ова класификација је заснована на претходном поређењу протеина према сличности по примарној структури, која је најчешће последица хомологије, тј. заједничког (еволуционог) порекла. ЦОГ база података је добијена поређењем познатих или предвиђених протеина комплетно секвенционисаних прокариотских (археа и бактеријских) генома и класификацијом према њиховој ортологији. Протеини су класификовани у 25 категорија, које могу бити распоређене у три основне функционалне групе (протеини одговорни за: (1) садржај и обраду информација, (2) ћелијске процесе и (3) метаболизам), или у групу недовољно окарактерисаних протеина. Класификација протеина према припадности одређеној ЦОГ категорији (KOG за еукариотске организме) је важна за боље разумевање биолошких процеса, као и различитих патолошких стања код људи и других организама.

У раду је предложен модел за класификацију протеина у ЦОГ категорије на основу аминокиселинских n-грама (ниски дужине n). Скуп података садржи протеинске секвенце генома из 8 различитих таксономских класа бактерија (Aquificales, Bacteroidia, Chlamydiales, Chlorobia, Chloroflexia, Cytophagia, Deinococci, Prochlorales) за које постоје информације о класификацији по ЦОГ категоријама. Приказана је нова метода заснована на генерализованим системима једначина Булове алгебре, која се користи за издвајање n-грама који карактеришу протеине одговарајуће ЦОГ категорије. Приказаном методом значајно се смањује број n-грама који се обрађују у односу на претходно коришћене методе n-грамске анализе, тако да се добија на уштеди меморијског простора и времена обраде протеина.

До сада познате методе класификације протеина по функционалним категоријама су вршиле поређење сваког новог протеина (коме треба одредити функцију) са скупом свих протеина који су већ класификовани према функцијама ради одређивања групе која садржи протеине који су најсличнији протеину који се класификује. Нова метода за функционалну класификацију протеина одређује ЦОГ категорију протеина без поређења са другим протеинским секвенцама, већ се у протеину траже обрасци (n-грами дужине до 10) који су карактеристични за одговарајућу ЦОГ категорију.

На основу предложене методе релизован је предиктор за класификацију протеина према ЦОГ категоријама. Најмања поузданост предвиђања се задаје као улазни параметар предиктора. При тестирању предиктора постигнути су јако добри резултати са највећом поузданошћу класификације од 99%. Део протеина из скупа изабраних класа прокариота које нису класификоване досадашњим методама је придружен одговарајућим ЦОГ категоријама.

Због својих особина и једноставности конструкције модела, предложена метода може да се примени и на сличним областима у којима се проблем решава преко n-грамске анализе секвенци.

Теореме до којих се дошло решавајући проблем издвајања секвенцијалних образаца представљају значајан допринос теорији генерализованих система Булових једначина. Њима је представљен алгоритам за решавање дисјункције Булових једначина и система Булових неједначина који су до сада били отворени проблеми.

Даљи рад на развоју модела биће усмерен на повећање прецизности модела који се конструише коришћењем протеина из различитих класа, и укључивање могућности за класификацију протеина који се налазе у више од једне ЦОГ категорије.

Кључне речи: карактеристике протеина, класификација, истраживање секвенцијалних образаца, n-грам, Булова алгебра

¹Користићемо у даљем тексту скраћеницу ЦОГ за кластере ортологих група а не КОГ да не би дошло до мешања термина са класификацијом еукариотских организама (euKaryote Orthologous Groups-KOG)

The main goal of the work is to introduce a method for ontology construction of a certain domain in applying the Semantic web. A number of software tools adapted to build up the domain ontologies of most wide–spread natural languages are available; however accomplishing that for any given natural language presents a challenge. This research proposes a semi-automatic procedure to create ontologies for different natural languages. The approach utilizes various software tools that are available on the Internet, most notably DODDLE-OWL which is a domain ontology development tool implemented for English and Japanese languages. Through this tool, WordNet, Protégé and XSLT transformations, the researcher proposes a general procedure to construct domain ontology for any natural language.

У овој тези биће представљене методе за решавање локацијских проблема, који представљају битан аспект широке области операционих истраживања. При решавању локацијских проблема потребно је одредити који чворови у мрежи ће представљати центре (хабове, услужне центре, добављачке центре, установе и сл.), а преостале чворове-кориснике треба придружити успостављеним центрима. Центри међусобно могу бити равноправни или може бити успостављена одређена хијерархија међу њима.
С обзиром да су локацијски проблеми најчешће НП-тешки, за решавање примера већих димензија најчешће се користе метахеуристике различитог типа. У дисертацији ће бити представљен прелаз од меметичког алгоритма, преко хибридне методе до егзактне методе. Меметички алгоритам који ће бити представљен састоји се од генетског алгоритма (ГА) и локалне претраге. Хибридна метода ГА-БнБ се састоји од генетског алгоритма (ГА) и методе гранања и ограничавања (енг. branch-and- bound, скр. БнБ). Биће представљена и метода декомпозиције за локацијске проблеме, која се састоји од растављања математичког модела на надмодел и подмодел. Примена ове методе је реализована путем два алгоритма: Алгоритма просте декомпозиције модела (АПДМ) и егзактног Комбинаторног алгоритма декомпозиције модела (КАДМ).
Сврха АПДМ је да итеративно поправља решења проблема дефинисаног моделом М, тако што у свакој итерацији тражи ново валидно решење надпроблема и за свако тако добијено решење решава одговарајући потпроблем. АПДМ се може користити као хеуристика за решавање било ког проблема заснованог на моделу за који је могуће дефинисати подмодел и надмодел. АПДМ је упоредив са познатим хеуристичким методама по квалитету решења која проналази и по времену извршавања.
Егзактни комбинаторни алгоритам декомпозиције модела (КАДМ) полази од решења које је АПДМ пронашао и покушава да га побољша. КАДМ анализира комбинације за успостављање тачно к центара од n чворова. Свака таква комбинација пролази кроз „сито” - скуп алгоритама који у полиномском времену извршавања одређују неке доње границе циљне функције за задату комбинацију хабова. Уколико доња граница није мања од пронађене горње границе, сито одбацује ту комбинацију. За оне комбинације које прођу кроз сито, решава се потпроблем и евентуално ажурира тренутно најбоље решење. По завршетку рада КАДМ најбоље пронађено решење је уједно и оптимално, што ће бити доказано.

Drevni Lisp već decenijama pleni pažnju generacija inženjera koje ga iznova otkrivaju i reimplementiraju. Uveo je u teoriju i praksu mnoge od koncepata koji se svakodnevno koriste u savremenoj industriji i udario temelje oblasti veštačke inteligencije. U okviru predavanja biće dat sažet pregled istorije, dijalekata i (ne)uspeha Lispa, kao i osnovnih principa koji ga i dalje čine jedinstvenim u plejadi programskih jezika. Kroz praktične primere će biti demonstriran lambda račun i evolucija formi od aksioma, s posebnim osvrtom na Clojure, modernu inkarnaciju Lispa na JVM-u. Kako potrebe za masivnom paralelizacijom i skaliranjem rastu, ujedno raste i interesovanje za funkcionalni pristup programiranju. U tom svetlu, Lisp može (ponovo) postati izuzetno tražen alat, a ne samo oblast akademskog interesovanja i latinski za inženjere.

Џамал Хамида Ал-Бајати

Тема рада је мобилна ad-hoc мрежа (MANET) у којој се мобилни чворови могу повезати са интернетом преко стационарног мрежног пролаза gateway). Мрежни пролаз функционише као мост између MANET-а и интернета. Употреба два или више пролаза има неке предности (проток, мање кашњење), али и недостатке (загушење, цена). Због тога се разматра употреба једног мрежног пролаза и оптимизација његовог положаја у топологији мреже. Поред тога, предмет рада је оптимизација просечног кашњења (од једног до другог краја), протока, нормализованог оптерећења усмеравања и удела достављених пакета за варијанте са различитим протоколима усмеравања и са различитим положајима мрежног пролаза.

Osnovni koncepti Xamarin platforme. Deljivost koda između više različitih mobilnih platformi. Xamarin.Forms kao “Write Once Run Anywhere” pristup za razvoj mobilnih aplikacija za Android, iOS I Windows Phone. XLabs – set kontrola i helpera za rad sa Xamarin.Forms. Praktični primeri: kontrola, mapa, navigacija.

Aleksandar Tomić, Pavle Josipović, MDCS

Optičko prepoznavanje znakova (OCR), problem iz oblasti kompjuterskog vida, bavi se prepoznavanjem štampanog teksta sa slika. Time se bavi jedan tim iz Microsoft razvojnog centra u Srbiji, i u saradnji sa drugim timovima ugrađuje tu tehnologiju u razne Microsoft proizvode. Cilj ovog predavanja je da prikaže proces OCR-a, sa naglaskom na algoritme korišćene radi optimizacije pefromansi. Predavanje će takođe dati uvod u mašinsko učenje, sa naglaskom na primene ove tehnike pri rešavanju problema u OCR-u i drugim oblastima kompjuterskog vida.

Kroz simulaciju samog intervjua studenti će imati prilike da saznaju kako da se pripreme za razgovor za posao, kako da uspešno predstave sebe i svoje iskustvo, kako da odgovore na neka nezgodna pitanja, gde su najčesće greške. Studenti će takođe imati priliku da se stave u ulogu poslodavca i iz te pozicije pokušaju da sagledaju šta je važno na jednom razgovoru za posao.

Velibor Mihić (Inženjering menadžer instituta RT-RK),
Petar Jovanović (Vođa grupe za sistemski softver instituta RT-RK)

Predstavnici instituta za Računarsku tehniku i računarske komunikacije RT-RK, jedne od vodećih regionalnih kompanija za razvoj namenskog industrijskog softvera, prezentovaće istorijat i aktivnosti Instituta kao i planove daljeg razvoja i saradnje sa Katedrom za računarstvo Matematičkog fakulteta u Beogradu. Poseban deo predavanja biće posvećen aktivnostima Instituta na razvoju programskih prevodilaca LLVM i V8, kao i doprinosu Instituta na razvoju operativnih sistema Android i Firefox OS.

In an infinite game on a graph, two players take turns in moving a token along the graph`s edges. When the edges are labelled by resources that are produced or consumed at each turn, the players typically have opposite aims along infinite plays. For example, in mean-payoff games, Player 1`s goal is to maximise average cost in the limit, while Player 2 aims to minimise it. In energy games, Player 1 strives to keep the total energy bounded, while Player 2`s goal is to disrupt him. Many key applications of such games are found in formal verification, and other areas of computer science.
I shall discuss several recent results on infinite games, and present some open problems that are recognised as among most important challenges currently in theoretical computer science.

Arhitektura i upotreba distribucije Jailbird operativnog sistema GNU/Linux namenjene polaganju ispita

U predavanju će biti pokrivena distribucija Jailbird (verzija 7.1) koja je razvijena sa idejom da obezbedi identične uslove polaganja svim studentima, bez obzira da li polažu na fakultetskim ili sopstvenim računarima.
Biće opisana organizacija sistema koja omogućava predmetnim asistentima potpunu kontrolu okruženja pod kojim studenti polažu ispit. Ovo se prvenstveno odnosi na dodatni softver i dokumentaciju, ali su moguće i izmene podešavanja samog sistema.
Predavanje je namenjeno asistentima i saradnicima u nastavi koji žele da koriste ovaj sistem na svojim ispitima, ali su pozvani i ostali članovi katedre za računarstvo i informatiku.

Postoje mnoge različite metode za rešavanje problema zadovoljenja ograničenja (Constraint Satisfaction Problems - CSP) kao i srodne optimizacione verzije ovog problema. Jedna od metoda je svođenje na problem iskazne zadovoljivosti (Boolean Satisfiability problem - SAT) pomoću različitih kodiranja. Problem CSP se određenim kodiranjem prevodi u problem SAT koji se rešava pomoću savremenih SAT rešavača. Potom se rešenje, ako postoji, konvertuje u rešenje početnog problema. Biće prikazana nova hibridna kodiranja kao i sistem meSAT (multiple encodings to SAT) koji prvi implementira veći broj kodiranja.

Za različite probleme CSP pogodne su različite metode rešavanja. Razvijeni su mnogi pristupi za odabir pogodnog rešavača iz skupa rešavača koji su na raspolaganju (tzv. portfolio pristupi) pri čemu se odabir vrši na osnovu jednostavnih sintaksnih karakteristika ulazne CSP instance. ArgoCSP-kNN je jedan od tih pristupa i zasnovan je na metodi k najbližih suseda. Za razliku od drugih portfolio pristupa, ovaj pristup koristi treniranje sa vrlo kratkim vremenskim ograničenjim za rešavače. Eksperimentalni rezultati potvrđuju da je ovaj portfolio pristup vrlo efikasan i da koristi značajno kraće vreme treniranja od uobičajenih portfolio pristupa.

Mnogi realni problemi (planiranje, raspoređivanje, kreiranje poslovnih aplikacija itd.) se danas predstavljaju kao problemi CSP, a potom rešavaju pomoću CSP rešavača. Biće predstavljen problem raspoređivanja kontolora leta i prikazano nekoliko načina za rešavanje ovog problema. Rešavanje svođenjem na SAT uz korišćenje lokalne pretrage se pokazalo kao najefikasnije rešenje i upotrebljeno je za pravljenje rasporeda za manji aerodrom u Srbiji (Vršac).

iOS je veoma popularan i rasprostranjen operativni sistem kompanije Apple, namenjen isključivo uređajima kao što su iPhone, iPad, iPod, Apple TV, od kojih su neki dostupni i u Srbiji. Pridružite nam se ukoliko želite da saznate nešto više o osnovama programskog jezika Objective C, razvoju iOS platforme i novostima koje donosi iOS 8, alatu za razvoj aplikacija kao što je Swft, najnovijim trendovima u ovoj oblasti. Pogledaćete demonstraciju izrade chat aplikacije koja koristi tehnologiju koju su kod sebe primenile kompanije Yahoo, Vimeo, Codepen i druge. Kompanija PSTech će održati predavanje Uvod u iOS 11.12.2014. od 18 h u salama 718 na Matematičkom fakultetu. Iskoristite priliku da porazgovarate sa softver developerima, Andrijom Milovanovićem i Brankom Popovićem, razrešite nedoumice, informišete se o tome kako da samostalno započnete razvoj aplikacija u okviru ove platforme i kako da unapredite svoje postojeće projekte.

Proteini predstavljaju najvažniju grupu biomolekula u živom svetu. Različite funkcije koje imaju u svakom organizmu jedinstvene su i nezamenljive, počev od raznovrsnih ćelijskih procesa, preko njihove strukturalne uloge, uloge katalizatora, velikog broja metaboličkih funkcija i slično. Poznavanje i razumevanje funkcija proteina je stoga esencijalno u istraživanju bilo kog biološkog procesa, sa posebnim naglaskom na oboljenja ljudi, s obzirom da se mnoga od njih mogu pojaviti zbog funkcionalnih mutacija.

U ovom radu biće predstavljeno istraživanje ovog domena kroz dva različita pristupa. U prvom, funkcija proteina posmatrana je kroz GO ontologije, koje podrazumevaju predstavljanje funkcije proteina kroz tri velika usmerena aciklička grafa funkcija: jedan je vezan za biološke procese, drugi za ćelijske komponente, a treći za molekulsku funkciju. Svaki od njih sadrži više hiljada čvorova, pri čemu svaki čvor određuje specifičniju funkciju od svojih predaka. Zadatak ovog dela istraživanja je razvoj prediktora funkcije proteina na osnovu njene primarne sekvence primenom metode strukturalnih podržavajućih vektora koja predstavlja generalizaciju poznate metode podržavajućih vektora na strukturalni izlaz.

Jedna od osnovnih načela molekularne biologije predstavlja paradigma struktura-funkcija po kojoj je 3D struktura proteina blisko povezana sa njegovom ulogom u organizmu. Utvrđeno je da su neuređeni proteini (kojima nedostaje 3D struktura) kao i neuređeni delovi proteina u vezi sa teškim savremenim bolestima i kao takvi su predmet aktuelnih istraživanja. U drugom pravcu razmatrana je veza funkcionalnih kategorija proteina sa njihovom neuređenošću, kao i sa drugim fizičko-hemijskim karakteristikama proteina. Funkcija proteina ovde je posmatrana kroz 25 osnovnih funkcija proteina koje su grupisane u 4 funkcionalne grupe. Biće prikazani rezultati detaljne analize nad velikim skupom proteina za koje je neuređenost određena primenom javno dostupnih alata.