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DNA序列的k-mer index 问题
) ]9 D+ G$ z8 o# F* ~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1 X7 |) z2 C! T b
3 T" i" r a- \# G5 }1 r& C# Y
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}1 I4 l+ R' M. w. s! z' R
9 w+ B) \8 B2 _3 D, k4 w" n$ H
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}。& |. h- Q u) J
0 y z. X9 Q8 O2 y- \
问题
1 N8 e) h5 k; D) d
1 m- X% ? e0 S! m) ?9 C! n0 V6 Z5 t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 。
- o c" e3 D0 v' F
$ M' z4 S* ?3 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。
6 A# j& s* w, t0 V/ w9 M' T n8 u r% N4 q* n8 {
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
+ s4 O- J( y) n: ~' g5 h Y, _
" W0 B* j+ h% U6 i' N( ](3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。) X/ i1 W" Y' f# f# @
; S) ?2 f- c2 L7 A
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
' W7 j- j9 m* | L5 `! {7 s' x/ l
(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。4 i3 V* n4 ~( K" h( p& Y' I
(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
' x+ R h' A$ s7 N! a! d
$ b5 b1 f/ P1 b( W( `2 W. ?, o希望好心人帮忙
) G7 }3 |! A1 v: b( w6 R. Y) ?! J |
zan
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