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DNA序列的k-mer index 问题+ y) q4 b3 m( m4 e G
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 m1 T7 s" l2 r' c5 Z
1 }) E7 T( D, R+ v% D+ a4 A- U{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}, ^' ^4 Q4 T: ^5 ?$ Q
7 C. H: q7 |) s O4 d) Z/ b; W
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}。) `3 {" \" H' g% @
; ]* ]/ N% ^5 }
问题# J5 T& I) v! I6 H( d* P
9 e: g6 T# R* a& i$ Y- V
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 。 O2 c5 m* [! l0 s( L
9 B" g! S% h ?
(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。
, K7 c5 d+ O* t2 T. F/ A# I3 }* ~$ m2 D- i$ o/ ~
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
8 b; O& t! c4 ?1 B# x- L$ v) s8 Q. U2 W. {* \( X; D9 W/ j1 q
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。0 W" h4 C( K! s4 |, i; _ Q0 |9 a6 ] @
0 @* [: R- o( X( r1 s( _$ T: P(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。+ k, N6 Y6 C( n3 I
& j3 j3 g1 v8 T2 f! v$ |! }
(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。, @* A% W! n! F$ x, v$ x
(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0 {% }( j$ D9 {. q2 I, c* @ x
8 e; R) r. T2 t# W4 c0 n6 K
希望好心人帮忙
0 ?: R0 j2 G4 g, V |
zan
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