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DNA序列的k-mer index 问题
/ h# i# _$ n4 P; ?4 P2 o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
/ U5 m6 ~9 R9 V* K$ P! h
0 [& I/ V0 |8 O6 R2 N{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
" c( d; L6 H! b, ~
. r+ i# {" p# O4 k8 L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}。
9 G7 F8 Q# Y% c, r
8 h6 n* ]$ z0 d% c! C2 w) {问题8 X' |* ]0 D+ y% }3 W/ ]0 X
% R }$ h0 @5 h. }5 n6 B4 ~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 。
9 A* j% m0 ^9 S$ U9 O8 J% t2 V* G3 \+ }
(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。
+ {' i) ]% i: V
) g2 I0 e/ Q7 h" s(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
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(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
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(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
3 h1 n6 w+ p. G& [9 {# Q
# z" x; q; `/ M* p$ 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. _# x9 T% d
(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
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/ B8 M' A7 ]& v4 F# }! c希望好心人帮忙$ h5 E) O8 j! \
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