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DNA序列的k-mer index 问题
8 k6 `' P0 E( 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
& O# s: p6 h4 F& `8 q, I/ k P4 @; D" B0 I( E" k
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
; n: ^3 b0 o: v. j2 b. I' F$ H0 c) x( W* p: ~9 ]1 ~4 ^
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}。
4 M' o* M) z# R8 q
7 ~4 h) T4 F& F2 E8 I问题
6 C/ a+ w3 P# h# K, g8 m' ?- X$ Y2 [6 c1 {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 。9 d% Y& m1 j. @6 i" Q
: C+ _. R' r5 O7 }(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。 g! I+ I+ D B# ?$ ]
+ V+ o& T4 u1 k) b$ d) y9 `/ Z(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
! o; V1 O# I% e: ?& v6 d
. w% A. M" t3 U! M(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。" I4 W7 G) _% E4 s L6 s
( H5 i& \! [ m, d4 D" q5 x(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。' \ x' ?" o, F: h/ e/ ?
1 f' ]8 `$ U0 L: N0 n! A7 z. c" n
(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。( l# o+ ^6 [$ L4 b) O4 Q- K
(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
+ k) j) k2 i" U8 s, J/ d8 P& p& F' F7 u! M1 O( F3 V0 h* E5 s! S
希望好心人帮忙4 B" k4 n* \. x9 _
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zan
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