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DNA序列的k-mer index 问题
, ]* T! ^. T" }1 E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' m$ f0 t- d; W- }( n' P) ?" k
, N9 k$ `" ?6 M
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}, Z" Q0 {( q" D! `. K" a
3 {1 k" y! g; s8 n7 z7 U1 b5 |
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 L3 V1 q9 e0 d% d6 V" t
! s4 x8 R4 \# ~" H+ ]问题, Q \5 k7 t7 W- t: A& @, S
+ F6 R J8 R+ e2 P( e \- C
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 。
) Z1 k' b0 L0 o z
8 ~. e# S/ D( [- `+ k(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。
& T- { Q" G2 T2 \2 j
: A7 X# \3 x# C7 ?. ~) h3 l n(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
P/ B8 I4 }: S7 o. |/ \
# d6 T; M0 f9 l" ~: ^+ F(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。# u9 \1 d9 p! u6 u
4 C1 v$ e9 o( F. R* x(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。$ R/ T* l7 T6 W- S, |
: U+ ^. }5 U/ a6 v9 k(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。! j/ E& z) L; W4 g- 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
- b) L2 g2 j& n0 r T' L. q8 Q4 _: t2 }: Y* N m2 ~
希望好心人帮忙
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