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DNA序列的k-mer index 问题
9 |+ r' k, D- ]6 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
K/ h% y7 H) d
7 ~* M$ R3 B! L7 v/ c" J7 b{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}) T% X3 M Z7 s
+ A$ f+ W; [" \. U
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 o, A }' H; K2 ^4 A4 p6 S g
2 h9 [5 P' p; L7 ]. l1 B4 x- z问题
1 M7 K* H) B. }6 c
9 V3 _9 h- T; ~, ?- z ^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 。
w1 ]' n; R. w' ]: f+ U' H `; v4 |0 j4 {( |, ]
(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。7 _9 C9 {* {6 P# D( Q3 u
& C/ K/ G* f3 l6 a+ W
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。6 v3 Z8 G6 K) p l. i! s- m
# @* U3 n6 S6 l r; G
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。, ~0 ]' G3 f. b& H
2 ]! O; X) c% s: d6 {0 o+ |(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
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6 t O4 h, C: B0 J7 G0 H1 J8 P(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。
0 E" E+ G/ r, b0 s! N: E(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
! y. x# b% R6 D# Y. u7 M8 z+ M3 g8 ]- q1 U
希望好心人帮忙: P4 V8 m. D$ e3 i- j" @1 H
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