Modifikace a aplikace diagramových jazyků (BPMN, UML) pro popis a modelování biologických systémů

Abstract

The aim of this master's thesis is to analyze, modify, and apply the diagrammatic languages Unified Modeling Language and Business Process Model and Notation (UML, BPMN) for the modeling of biological systems. The work seeks to address the question of how these languages can be suitably adapted to describe biological processes and structures, and whether they can provide an appropriate tool for the efficient and accurate representation of biological systems. The main contribution will be the creation of a modified diagrammatic language that facilitates interdisciplinary collaboration, for example between computer scientists and biologists, in the modeling of biological processes and the description of biological system structures. Furthermore, such a language may serve as a didactic tool for better understanding of these processes and structures in biological systems. The foundation of this research lies in identifying the main limitations of these languages in describing complex biological systems, including molecular processes, cellular structures, and regulatory networks. These diagrammatic languages, originally designed for software and business modeling, have limited ability to capture the detailed and dynamic aspects of biological processes, creating the need for their adaptation. The...

Cílem této diplomové práce je analyzovat, modifikovat a aplikovat diagramové jazyky Unified Modeling Language a Business Process Model and Notation (UML, BPMN) k modelování biologických systémů. Práce se snaží odpovědět na otázku, jak mohou být tyto jazyky vhodně přizpůsobeny pro popis biologických procesů, struktur a zda mohou poskytnout vhodný nástroj pro efektivní a přesnou reprezentaci biologických systémů. Hlavním přínosem bude vytvoření modifikovaného diagramového jazyka, který usnadní interdisciplinární spolupráci například mezi informatiky a biology při modelování biologických procesů a popisu struktury biologických systémů. Dále mohou sloužit jako didaktická pomůcka pro lepší představu těchto procesů a struktur biologických systémů. Základem je identifikovat hlavní omezení těchto jazyků při popisu komplexních biologických systémů, včetně molekulárních procesů, buněčných struktur a regulačních sítí. Tyto diagramové jazyky, původně navržené pro softwarové a podnikové modelování, mají omezenou schopnost zachytit detailní a dynamické aspekty biologických procesů, což vytváří potřebu jejich přizpůsobení. Následná modifikace UML a BPMN bude spočívat ve vývoji a návrhu specifických úprav těchto notací, aby byly lépe přizpůsobeny pro zachycení biologických procesů a struktur. Tento proces zahrnuje...