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DNA序列的k-mer index 问题% X% d t7 ]# q0 ], {
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/ B1 v4 \9 F( I- O# U" Z. b$ @9 F
% ^! i: l) m, F+ [3 h& U+ } I9 Y{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
6 k# b- ?; K* N& \+ e! ]# Y9 e) d$ i: m/ J8 R5 W' D b9 H, \
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 I3 g+ `+ n% @4 p* V
: O3 O9 o9 e ~6 u: t: Q' L9 y问题3 z. |5 o8 E. y X" _
^5 Q6 q" E1 A# t+ 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 。
5 H: F) t2 b$ [+ {9 Y/ U$ ?1 N+ ^5 a) i
(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。; B3 {! o' O. ?5 e! f
3 h: j1 L) D6 B3 J- c* @
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
; t6 @1 m6 R, [8 G( h5 v6 D
* ]* Y, |2 y( |( v2 U(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。% C2 s' A8 [) C- Z8 E2 v2 @* S
9 H% j- b8 G+ Y- G/ A
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
1 R6 z. u/ r* e" @. F- c5 w* ?5 c/ L R4 b, J
(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。( P4 M2 h U+ N
(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- H1 m/ M4 a) L1 |0 t+ G6 ~# ^* a
9 W* @5 k& h( |, i. K4 l希望好心人帮忙
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zan
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