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DNA序列的k-mer index 问题8 S) w% v; l9 s: Y" f: W. f% T
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
. H" D3 @* z3 o# P. ^3 L9 }3 z8 \& ?& W( G8 O$ U9 m
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}4 m- }+ z$ e( A" C+ Q
8 Z" K& N2 a, z9 U5 `* F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}。
; `! s& q% ?# I7 V3 b. H9 U& E# V. `8 A K
问题
' ]) r5 l" b, |; m5 `* \( W/ l
# P% m$ Z/ H6 |3 n; A: [现在以文件形式给定 100万个 DNA序列,序列编号为1-1000000,每个基因序列长度为100 。$ i4 A' r4 n0 j$ U& H
9 K3 `4 ^& j& b+ y# V
(1)要求对给定k, 给出并实现一种数据索引方法,可返回任意一个k-mer所在的DNA序列编号和相应序列中出现的位置。每次建立索引,只需支持一个k值即可,不需要支持全部k值。/ {4 s, `) O# x7 E
; l4 o8 J7 E) l1 [+ t
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。( h$ v0 H0 ]2 Y/ T$ P
. X3 a6 d1 Q. l3 V
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
$ X; K, C6 {8 o, B7 \) k
0 ]8 E5 M; z ^! D. u- s(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
8 {; y5 @( ?9 a4 {% o5 b6 N( Y& v% d' a
(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。* @) q" D* ~; M% V+ p$ b t' g% A
(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2 }3 b' B- Y' l3 N" g/ Z
; x' E: d! {, }8 U希望好心人帮忙. t$ z5 s9 ^$ q: z& G) a* t
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zan
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