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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
+ h6 G" ]* i6 [7 [, X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/ W( v" }6 c9 I

/ e# R) r; x2 N4 S' T* G6 @{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
& Z0 d# _2 L5 B! i6 I  [, ~3 X+ Y, I% D1 n: 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}。
7 }8 @, g2 f# h1 O( E) E" w# S& D: k0 O' M4 L
问题
% Y) @7 K! d, d" M4 ~! C
5 U' q5 O1 D& A2 _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 。6 D5 {$ Q4 X# }* ~0 V8 J
# q- }: L$ O  ]( 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。2 j4 c% |" I. D3 |8 f

- B6 G! Q0 K1 l8 [(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。3 X2 ]. l' K5 \) I, X8 H( v

4 B2 G& ~; h* x(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
$ X! [8 _$ R& p" ~9 E, l) F8 U' S6 }# |, i
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
! L; ?4 C4 w* g' B1 b+ C% b2 p" ]7 q( Y( b8 F
(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。
4 }. H2 c: B1 t6 n" K9 d  v' O(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) H) e) ~+ \' Q- M( a2 o3 H4 [0 B0 I
+ C2 Z4 Y, v' Y6 _* J) f
希望好心人帮忙
+ Z+ L/ o1 }1 l$ w7 E+ g
zan
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