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DNA序列的k-mer index 问题7 m" y" L5 s# e
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
+ _0 L* a7 V+ p% }
1 A1 H0 N$ O# O{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}! }% G2 S$ z6 U" j
: z# t6 _( w8 C
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}。5 J/ O, P# \* m$ m; W
5 b* S" f( R# D问题* c" R2 z1 o8 Q# D3 |% Z; {. q
" C) ]2 s6 ^5 ]9 q$ |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 。
- E) g% P* g' V8 ~3 J- n0 x7 K1 O/ h" H! M8 c
(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。9 U' ^+ N! ^& w; w
7 ^7 \& W8 `% X, C4 C- M6 [(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。6 f5 U3 d T, p" Z( Z! r
) m5 Y# i# r3 M1 @(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
! S1 r q Z2 u+ l7 ^
/ n/ B J5 z) O0 T# A: {; R(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。: U+ v, a! t9 }5 r9 c0 i
( G8 H" f, l& Z% f) P(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。: a3 E* {4 D7 E7 _& b
(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
: G! g1 q' Z' z
: S: \, O3 w2 k% d希望好心人帮忙0 P; ~: C T6 g/ i$ A2 D9 D
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zan
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