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DNA序列的k-mer index 问题5 M# X6 B6 w! h0 c( g2 }
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
7 f- P9 N+ q$ C$ i Z% ]- g" V) X
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}) I; m4 a/ s: J& |) z8 F3 @
8 \ @8 j/ ?$ y6 b* t4 I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}。/ [0 m$ C; c. E9 q8 R( ~
0 w- l3 H2 \, @3 E+ J2 e问题& ]- o0 ~/ s* [, n& e0 ^; G
) ]2 H$ z0 s$ o0 W& i0 _6 m/ h1 I8 @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 。
, c" @5 L. e9 p1 \* m, W# M1 d, Q# O) l- E
(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。5 _" s) G: D. s0 z$ Q+ Y, U
+ _* O9 {, n3 a- I" A, Y2 _(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
1 D; [' W3 a! S" Z$ C1 |( q& M3 Y; t ~
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。% s( d/ h0 j! ^. M3 S. f% e( T; r
8 u# N' H- o* j# E5 ](4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
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, n6 g% d8 a+ {8 V4 l9 m(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 P0 ]; S; d: F, p6 z
(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6 M% [) h' M9 z# I
/ W, R/ l) d1 L6 l. ~( B
希望好心人帮忙
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zan
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