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DNA序列的k-mer index 问题9 [6 g" L9 y8 L# E9 S* }& u- h8 g9 }
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( Y1 ?0 X( a* }5 g- }0 y
* V% T( Z5 x- r( a{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
! |3 A6 L' J* [: f, Z
8 U0 F- f D/ R4 e& U; j7 [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}。) \" \) F! G3 [$ v
5 G* K w; e: i& t问题
0 n' \7 s/ p. W2 p
4 T7 u; r* Q& e Q- k( z6 d e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 。
. r+ ?3 `/ r& C2 G) _. r' i1 y' F4 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。
. C- O' V- b0 P0 j5 R: p* Q% ~! B3 a
3 a# t5 _$ P" J% H* C" L) W(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。9 q, ?# O( C- L+ X7 U
) |4 w3 @( c" N
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
1 X; O* v9 \7 i4 Y) q2 u) }
1 \0 \2 j7 w; 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。
$ b' x" V1 [7 y: v7 E2 O& N; L, A$ m( B, j: 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。0 d/ T8 D4 T5 |
(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# i5 @+ y7 N# B) ?" w
0 g4 f* t b: r5 m0 t
希望好心人帮忙7 u9 X1 K' L4 a9 v5 p `
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