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DNA序列的k-mer index 问题) I* J5 L( [1 s6 i, E) T# f+ 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. L( e4 F" ~0 c
/ Y3 S* c( T; F{CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT}6 e0 ~0 k- P) ?" ^8 S8 n* V. V/ k9 j8 r
- I& I: y: L) J: ]( B: B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}。! f+ y. A! {0 {+ O1 R4 a( c
- [& e/ W) a7 a8 u/ J9 W7 D
问题
2 Z6 `) R/ ]+ z; t9 v$ J3 _" j* t
' V: a, V5 m- O0 L+ L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 。
) C8 @3 T$ B" E1 H3 o% x
. C* X5 w' w0 Z+ f* C% Z1 M(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。9 _% d1 @# ?- k; }
, W1 Q9 t" y9 @* v
(2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。
, y5 G3 A- N. p w6 \8 U( O4 o/ V1 z8 W# m
(3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。2 k( B9 c' W6 K$ _+ b8 E7 Y
|3 H" p3 i9 i! v* @9 r(4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。
3 \7 o" ^. X3 x5 V+ s6 @( M# f" {: h
(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。; R0 C) l' z/ Y) ?
(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2 b$ R3 ?' |/ Z9 u9 D4 V
8 [% M% }% E5 W" ?希望好心人帮忙
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