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DNA序列的k-mer index 问题) ~- t+ |, ^) ^
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
/ D K- l- z( Z( q! x/ {/ e% f% _- F3 f9 r: s( V+ ~
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}% l: s$ |5 b8 N8 F6 f) i
+ K- k# v* K# @2 M# x
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 O+ h1 A, t- S! _8 [+ x
v& m) @2 `' J2 c" f
问题* b' ?( J- [2 [4 ?
5 S$ I2 b8 U) g1 U7 |1 ~
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 。2 Q4 S" I( M4 O4 H }+ T% F3 q
0 m1 g) c D. v% q; z( { 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。6 C, l8 i9 _9 F3 n
2 Y* e9 N: }& x2 S
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
, `3 S* k# @- y
3 o5 k+ h4 e7 X2 O% g, X: D. q3 X(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。& O8 y k% j3 m, j$ j4 _
( `% W! V6 p5 {
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
7 @) @% M/ x. n) m
0 v( b4 y, {3 t- ?) k(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。
* h' |# Y) J9 @) `(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- t. h$ {. [/ X0 C" T/ v
5 E3 G' q, r9 B9 e1 I d# V! |, e0 E希望好心人帮忙
8 q6 [% {3 C3 @; i9 M# p4 L0 p6 i |
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