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DNA序列的k-mer index 问题
. O4 V2 m6 D$ q& f" T* f" Y2 L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 x4 h, i! r3 E1 o# o
+ o1 ^ M1 [" Z. m7 d{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}: C/ W: y. k G3 Y; B& N) Y
7 V$ O; D) N# [6 o* ?/ l7 S
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}。
! Z( T2 ]4 ^0 b6 [4 B0 @( F0 h
1 h6 S( |% W4 i% S问题
+ `5 U @ J2 }3 Z
4 z7 D8 {9 G+ N) D6 S( P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 。
7 M# V$ j+ J( I) N1 T
8 W" _, ~, Q/ I; G, [6 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。
( O1 r) w7 N7 H4 D8 X0 c$ {6 b5 \, f7 N: k( z" p
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
* y2 Y2 B- x% R$ \1 m7 {: Z$ N7 e B) n# j
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
; S9 B5 }1 x- d' E9 s4 x: Q& H* F# S( I1 D" i1 [- ?: W0 D$ d) q, i; V
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。( Q' p" X9 A* e' T
m* O4 X8 k: T8 ^" e
(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。
7 [! {( z9 o* Z! z$ t(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
1 z, y ^' K7 Z9 T: X
/ l$ J/ ~# p$ ?希望好心人帮忙
2 k9 V! p1 \" O/ }) F# g |
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