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DNA序列的k-mer index 问题4 \ _- G2 x" i2 z
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7 E+ P0 s( B! b9 J# k0 U. g# Z! [
- ]8 M( j# ?- _! [4 }{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}5 T+ ]% n6 N! k/ E9 M; D3 H
; L+ I5 w) H4 ~0 {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}。6 j- v. D% I1 R/ T6 w( d0 B% @+ }
9 L. ~- f1 @) j' ~# a% j/ u问题0 z& t! i, w$ M" e' \
# f- p! a+ n* Q9 _9 o5 M( S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 。
' Z) R' I; d3 u' C. Z5 A# \9 l; s8 D, n1 a) H. y
(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。
/ i( Y! ?) ?$ l [/ R
# P0 x& A/ X1 y- m# K(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
- p4 ^& D; _5 s" M- M* W" ~; P" D. [$ ?1 [0 L# p# A( w' c
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
' X- R0 U% V' p0 f4 u& J
U7 h' n1 v/ l( C' Z7 O" B& f(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
+ @- M# ^. k- n
9 x' M/ E- M' n1 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。
" r/ }8 I" r. ^: H(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) P0 o' i8 s J6 I
& }) Z+ n1 j ?+ {, }5 n* g希望好心人帮忙% m# R1 s% I2 e2 `, b( Q
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