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DNA序列的k-mer index 问题
: o1 F8 b5 Q# M( _3 E: Y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
6 O* u5 Z0 D9 H& {4 C$ [' a& y P/ R( c
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}: B5 R7 f }, z4 v a% ?/ g* u
, V! [8 b" X4 T3 Q; p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}。. F8 n/ V U2 f
+ T6 w, r: M" l- X/ _2 L问题: L, |9 e: f# J% Z
; `: M3 ~; W: C4 L! l5 @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 。. d/ y- v$ N# j' M6 H4 `
( F) @/ k( K, f) J8 h7 N(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。
7 A: k) A( h2 A7 s! u
; b, m+ g6 D0 i(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
2 z) d1 l3 t9 ~& k0 f
X/ m \: \# O$ t/ R5 i& m(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。# R. i& j& F# p3 l( [
, j7 R8 E* M5 C8 r6 K {5 `(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
2 ]+ ^ _! u w
( c- z% i |2 f# g3 T(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。
$ b) g3 ] A p(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& }+ f# U' @( z! k3 E# x6 x: g j. S7 Z0 _1 F3 l$ {
希望好心人帮忙
D# `2 ~2 _: r: y+ a; G |
zan
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