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发表于 2015-8-18 15:39 |只看该作者 |正序浏览
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DNA序列的k-mer index 问题
7 t7 g0 D: b9 m: Q# @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
8 E# a% a1 E$ ~* D& O
) u7 N0 X4 T7 \: Y8 Z; W{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}: |, m- {4 j! v+ R

& b0 M: |7 O: S1 i1 Y: I& g5 k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}。
+ }- J  e. t& c& p3 M5 ]
- e/ O5 S5 v' j% H$ \' H, d问题
& z' H" a6 w4 b  A  j0 z) v
; d0 h- u* x8 n7 `+ _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 。& b8 C" f& w$ Q7 j$ M1 Q2 ^
6 f8 X8 A- e( W5 W. I
(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。
0 L4 \# J3 k  g; y! i# _) k$ d8 H' z, `( w  _( M. d
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。( T, s4 h" G) j3 q

4 r( x1 d! ?, ~: c(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。7 j) }  H. ^+ a6 ]9 ^- F9 J

7 n3 d  `2 T- d  _(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
- l) Z3 F9 q) ]& ?' n9 f9 a& y. y6 N8 C! X9 ]. u( 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。6 g" ?. Z( {1 h5 {: E. m: D$ [2 \+ s
(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
7 j& W4 m% L, R) D/ S4 P" L4 O: v% `5 M5 ?6 `- G# o
希望好心人帮忙% t& Z! t2 r. A* J8 I2 M
zan
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