2015年“深圳杯”数学建模夏令营 B题:DNA序列的k

这个问题来自 DNA序列的k-mer index问题。 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 {CTGTA,TGTAC,GTACT,TACTG,ACTGT,TGTAT} 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}。 问题 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 。 (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。 (2)要求索引一旦建立,查询速度尽量快,所用内存尽量小。 (3)给出建立索引所用的计算复杂度,和空间复杂度分析。 (4)给出使用索引查询的计算复杂度,和空间复杂度分析。 (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)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 索引查询速度 索引内存使用 8G内存下,所能支持的k值范围 建立索引时间

坚硬的城市里没有柔软的爱情,生活不是林黛玉,

2015年“深圳杯”数学建模夏令营 B题:DNA序列的k

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