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DNA序列的k-mer index 问题" K$ I9 n" h% k, h% C
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
. Q) T) e" S8 p0 E7 s: H! }- z: v4 T6 t
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
. @6 C, {* P( @9 t3 \% i2 `: E1 W3 C3 y. e v0 V
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}。
7 P4 b$ {! i& P9 Q# I( L
$ ^' P" g) O: e$ ?问题3 T8 z! E/ x) n6 w+ _6 [6 W' T
- C7 y' R) C" _, w! \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 。8 Z1 E, @+ H5 M0 D3 i. I
/ X7 _4 j) ]5 b! s; n3 E6 J
(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。
9 K+ n( t$ f7 f# u1 t
e* _8 a, h, y& G' Y( f1 L(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
& r g1 `7 f3 a# }
' \" M7 |. K, m) }2 ]' f(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
/ Z+ B# n0 x# u6 d: w! u! C7 q) K
9 e1 l, S( Y1 h1 N3 p% s% u' \(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
3 E! F. \6 x* c" D: b, M$ V9 E3 P9 \0 L* t# W( x
(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。" {5 {, `2 m( z/ v
(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8 {' N" k( s) p: J/ O- W1 k4 I$ m
/ b' S1 K# G& J* E' k. Y( A# X希望好心人帮忙
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