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DNA序列的k-mer index 问题1 g+ d! D/ z& F) g: \' R
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) z# C4 U" ?+ j# d0 P4 A
2 w! C% s ?4 V
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
: O: x. A& k# P/ Q8 y
! U( v: f- g( U$ g6 F2 z5 p5 ~3 Q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}。
J0 p6 h* ~# p7 o& f- ~% d# ~, V+ K6 H; u
问题
" k" M2 J' k9 V) W& e& I3 ^9 z3 q
4 \& Z. y% l+ ?) w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 q1 K3 d: H t8 b8 J' x
( f" Y: z* o1 x3 ^
(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 o4 g) B1 Y0 ^$ z4 E
# v0 S/ _: g7 L) i \6 ]( u$ J(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。4 y6 H! D( J3 t' C
' Q: n: Y' q0 ?5 N$ K2 e(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
# Q/ t& P, l6 {: ]. n+ z5 Z3 T& w9 f& u/ A& E
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
1 C% K, v$ P4 ?- Q% ^
% Q2 R* j# i8 U+ q! ?; @+ y(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。% o# c3 M0 U5 i5 ^6 A( _6 R. f
(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; h2 F/ W' o/ f1 R
* O) a$ H6 O/ \! o希望好心人帮忙0 G: J) \! Q4 j9 h1 V
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