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发表于 2015-8-18 15:39 |只看该作者 |倒序浏览
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DNA序列的k-mer index 问题
5 n# {/ V/ o  M: d4 Q6 d. a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 [5 G. @! O. O! l1 Y$ j1 d' R/ O" Y7 v" W. W
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}# J9 b( T& b# j% C$ e
7 c8 ?$ Q& [/ [- A3 ~6 v
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}。# y9 g% a7 i6 d2 C: @/ Z$ E5 h* |

- i1 }# U& a8 q问题
$ C' W3 a( T2 U1 K% V7 S* P7 D+ r
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 。3 s  a7 L  z, G. x3 U9 \

8 r" x5 f( Q4 j(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。
& {' L2 }& G/ ~+ j5 m6 Q! h
/ ]0 u2 |& A5 T, H5 Q4 y" g(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。/ d0 f/ s2 V2 ~
9 h! ?1 p% K( x. ^0 y% Y! o
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。" ~+ K/ x  u0 S  G' j

' @5 ^" x% j4 s7 V# h8 d- A2 J(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
# u4 U  |% U) }; k4 a7 g! A, T
; t, P( |/ j# I; i(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。. ?6 X. a) o# F# x" @& k# q
(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5 N7 y- i1 \/ n
3 B5 g$ \. d& d9 s
希望好心人帮忙# ^( f. m, x& N9 l2 K& a1 Z
zan
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