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DNA序列的k-mer index 问题% o. p8 U8 y. @0 U1 R: O+ X+ a; Y
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 ?9 t& `5 B7 C( A; Q. o) L5 ^% {; c3 _
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}* p0 Y( ^8 z: w/ u9 O, }
: n/ v3 k+ r' \; q8 `7 n# m
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}。
* L' n7 K% d6 {2 K, ?( f% @: f6 Y- w' C5 P9 H0 Y" z. d5 q
问题% G* A, b; i. W! X* e
$ ]5 l( v: ^& \ ]
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 。
# ?" z) V6 l! l- P7 ?" o
9 b6 s; c! K9 T- r) s(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。
5 P6 i) c6 Y0 u b b% t6 h5 t* N' O: v; L1 e5 d
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。7 K& U' x/ I$ o3 |2 g; b. ]% ~
) ]( ~% C& X3 g! @$ z5 [
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
, f# q% H, A2 e- x1 |3 o1 {! E9 v- A9 R! ^, b3 B$ B
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
7 L* E7 Y4 u2 m7 N' L6 X
9 R4 k% T Q8 S* h(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。8 |4 ~' _0 O) P
(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
f R) ?- a, P# D3 K% b8 z! T9 p" ?/ e9 G' q. j
希望好心人帮忙3 |+ f2 o5 E) r( T3 m- O+ }$ g# L
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