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DNA序列的k-mer index 问题7 }& m9 w1 k" p0 J4 E# i
给定一个DNA序列,这个系列只含有4个字母ATCG,如 S =“CTGTACTGTAT”。给定一个整数值k,从S的第一个位置开始,取一连续k个字母的短串,称之为k-mer(如k= 5,则此短串为CTGTA), 然后从S的第二个位置, 取另一k-mer(如k= 5,则此短串为TGTAC),这样直至S的末端,就得一个集合,包含全部k-mer 。 如对序列S来说,所有5-mer为
3 C& a7 h) b, N7 s+ n# D5 _* t3 o$ j% g0 V" ^, o- e6 b0 a
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}. @' q/ o3 @' Z! Q! ]6 Q
2 V* q' O# l# }7 o+ Q1 I, N
通常这些k-mer需一种数据索引方法,可被后面的操作快速访问。例如,对5-mer来说,当查询CTGTA,通过这种数据索引方法,可返回其在DNA序列S中的位置为{1,6}。
" J9 H {- R/ {- a7 A, n* r) s
+ w7 `5 Y7 D3 h+ r0 P问题
2 p( [3 W" T* ^
, R( R2 N1 Q2 T8 c& G7 ^- K现在以文件形式给定 100万个 DNA序列,序列编号为1-1000000,每个基因序列长度为100 。( p7 [& e" q; |+ @! z6 _$ v
2 B. E3 l% t3 G, w5 l(1)要求对给定k, 给出并实现一种数据索引方法,可返回任意一个k-mer所在的DNA序列编号和相应序列中出现的位置。每次建立索引,只需支持一个k值即可,不需要支持全部k值。
! {" v2 L; }9 _4 F5 X! x, P, C
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
5 `5 w, y% W) V0 M% X
& I/ _+ c/ M' O* m. M- z" c(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。2 S8 |9 X: W5 x+ z( m1 ~
2 j9 K0 \) @% v" k: U* a: r! R) e% L
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
. l- i- j) p. B- o; q- T
( E& ~$ q. M9 j+ [2 w(5)假设内存限制为8G,分析所设计索引方法所能支持的最大k值和相应数据查询效率。
u. g1 _3 u0 b* V! \: j3 v/ v(6)按重要性由高到低排列,将依据以下几点,来评价索引方法性能
3 u) T; c( p# {: D$ f( P, q1 \' M: T9 Y$ V" {8 o
希望好心人帮忙1 Y% }5 ^0 u" y$ }2 a p4 e
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