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DNA序列的k-mer index 问题
. I" D. p. r3 o6 i8 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
* b* R3 q/ K2 n5 f) ~% K R$ T! n! F) }' Y4 A( Y# R6 {
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}) \. L: a% X& N- a- t% V1 U* n
2 u1 k# U- ?) v" m) B! q3 x- m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}。: A4 x* f- B9 E# r. U
4 U$ Z" Y+ }8 ]( F问题) H$ h& h- W0 _9 ?+ W
$ |1 v2 g) y8 c% ]6 W0 @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 。- \# y; \& _* [, F( T! ]
! o0 ~& a9 `/ ^$ b- Z1 u* d(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。( Q* Y' V& |& t* F
! p7 K+ t$ q$ h6 a# N1 p' r& {4 F$ T( p
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
$ i3 G, l! _1 _* D4 u, H
/ d) V: u+ T0 O# a(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。0 g! W5 U0 h( z/ j
0 u, }( H# C# J' J9 ~$ Z' S(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。, _9 A( q; m* J. g' p7 [: @
6 J2 m( C) y* O. Y/ F(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/ r5 D3 E7 e( D(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5 {2 W3 |+ E, _' \3 f& D
/ `" @: ^5 Q0 X' V2 e9 n! \, c希望好心人帮忙
. `( R2 i* N3 A1 C' v( r9 d |
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