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发表于 2015-8-18 15:39 |只看该作者 |倒序浏览
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DNA序列的k-mer index 问题/ I' r9 B9 I/ `. u# U1 s
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 e4 @0 Q6 t1 C( R8 B

" e# P* Y6 P$ \  w{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}6 p. ?# i/ ^6 ^, u
) q* S+ R' |" \4 |" \8 q
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}。: R* `7 t" C- X1 b" I( ]
- \: [% r4 {! g- {) M0 t" C) N5 O  R6 R
问题
- K# B, U; r* R( P& z  p) S( g8 L# \* x9 g: ^! C9 ]
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 。
" h# t+ g7 L0 q1 g: p+ S/ B' d, n3 V+ K! E/ q: ?
(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。( P) Y* A0 q: @- k- @8 K8 A0 k
0 A# Q- j& y# {+ ^1 w
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
& K; U: H' B: m- q
# T! p: A; x3 E(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。; C; Y' |. }, n5 E. W  \

+ \! @* t/ @+ J) E- ?(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
) c* l; Z( @1 l$ H
1 J% e8 j+ D" G0 e(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。
8 k" ]0 s) k4 R5 K, z/ o(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, s* x5 t# G  \7 C9 S
) l* c$ Q) Q, @: A( ~5 I; h7 k0 \$ K
希望好心人帮忙
$ M& ]" g( T" D
zan
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