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DNA序列的k-mer index 问题# L- G& u& Y- M* v
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
; @3 |1 E6 C, n. R4 ?8 S( F* G y1 B# |7 ~8 {" o
{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}
$ K) i/ h( P0 L( d4 H: S0 {+ c4 J p% g1 y
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}。
7 \, ^: N' R, F8 D- c; d- z7 O. @" z% g* J
问题' y: A/ b. b7 W3 }4 w
# }; k: S/ t, S- i) o' I& Z- _! r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 。* B& i. T% G/ r1 j p0 _# [
' ~+ n3 R4 F4 { g(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。
( s' J5 |; H O8 H: X
/ J" f" B& X5 e o9 c) \* T+ j(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。5 C3 k" S8 L4 q) n: K! c) f/ s
# H8 E. R& X t- T8 }3 b
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。
* a5 }1 e& A* t8 X8 y# F' W0 ~! M5 C0 W6 l: S( U" z
(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
9 Z0 S$ A' v6 V/ \- o$ Z( R, B4 C6 M) Y! Z% N' V( W
(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 `. `, a n( C2 |; U
(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 Q: Q& v: b4 [4 J
# U1 m: m; ^' {1 @! P. y# G3 ?& ^希望好心人帮忙
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