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DNA序列的k-mer index 问题, O& O$ a1 O) C! ^
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6 W/ q) g9 W0 l
; @1 V y, M- I [ r3 E: ~{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
6 m; G6 M9 b# O; p: m9 [) T
7 Q) v! r# p2 c- I; {$ U8 i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}。
8 K+ w- H% m8 d6 h' N) D- P8 V$ f0 {' G1 v
问题
9 q) m& y5 ?: b k6 o% x! t! K/ _2 y; z9 m8 Q8 d0 o* d
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 。
+ h6 j8 ] \9 h4 q3 {
. u, [2 A4 _' L! M$ B5 n(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。
) ]) `0 U+ n5 X; g' c
0 [0 w0 K( r2 u0 W/ M0 c1 Q9 U n8 t(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
- k; y6 c& {. X, ~; x! I! X8 ?: R9 D$ G
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。/ Q9 h9 j+ ], M1 H0 x
! @7 }6 T" g3 H(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
0 j6 s3 Q% \( u9 ~4 u2 n9 r/ J& l ~+ U
(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。/ A) G7 O4 T" u- _0 C _- q5 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7 L; N, T0 z+ L# _; B# r- O
8 h- o& C; p8 G0 F
希望好心人帮忙9 X1 k' g; o- W% h% g" t
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zan
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