北京理工大学《机器学习实践》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《机器学习实践》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在一个信用评估模型中，我们需要根据用户的个人信息、财务状况等数据来判断其信用风险。数据集存在类别不平衡的问题，即信用良好的用户数量远远多于信用不良的用户。为了解决这个问题，以下哪种方法是不合适的？（）A.对少数类样本进行过采样，增加其数量B.对多数类样本进行欠采样，减少其数量C.为不同类别的样本设置不同的权重，在损失函数中加以考虑D.直接使用原始数据集进行训练，忽略类别不平衡2、在机器学习中，模型的选择和超参数的调整是非常重要的环节。通常可以使用交叉验证技术来评估不同模型和超参数组合的性能。假设有一个分类模型，我们想要确定最优的正则化参数C。如果采用K折交叉验证，以下关于K的选择，哪一项是不太合理的？（）A.K=5，平衡计算成本和评估准确性B.K=2，快速得到初步的评估结果C.K=10，提供更可靠的评估D.K=n（n为样本数量），确保每个样本都用于验证一次3、在一个图像生成的任务中，需要根据给定的描述或条件生成逼真的图像。考虑到生成图像的质量、多样性和创新性。以下哪种生成模型可能是最有潜力的？（）A.生成对抗网络（GAN），通过对抗训练生成逼真的图像，但可能存在模式崩溃和训练不稳定的问题B.变分自编码器（VAE），能够学习数据的潜在分布并生成新样本，但生成的图像可能较模糊C.自回归模型，如PixelCNN，逐像素生成图像，保证了局部一致性，但生成速度较慢D.扩散模型，通过逐步去噪生成图像，具有较高的质量和多样性，但计算成本较高4、假设正在开发一个自动驾驶系统，其中一个关键任务是目标检测，例如识别道路上的行人、车辆和障碍物。在选择目标检测算法时，需要考虑算法的准确性、实时性和对不同环境的适应性。以下哪种目标检测算法在实时性要求较高的场景中可能表现较好？（）A.FasterR-CNN，具有较高的检测精度B.YOLO（YouOnlyLookOnce），能够实现快速检测C.SSD（SingleShotMultiBoxDetector），在精度和速度之间取得平衡D.以上算法都不适合实时应用5、在进行模型选择时，我们通常会使用交叉验证来评估不同模型的性能。如果在交叉验证中，某个模型的性能波动较大，这可能意味着（）A.模型不稳定，需要进一步调整B.数据存在问题C.交叉验证的设置不正确D.该模型不适合当前任务6、在进行强化学习中的策略优化时，以下关于策略优化方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.策略梯度方法通过直接计算策略的梯度来更新策略参数B.信赖域策略优化（TrustRegionPolicyOptimization，TRPO）通过限制策略更新的幅度来保证策略的改进C.近端策略优化（ProximalPolicyOptimization，PPO）是一种基于策略梯度的改进算法，具有更好的稳定性和收敛性D.所有的策略优化方法在任何强化学习任务中都能取得相同的效果，不需要根据任务特点进行选择7、在构建机器学习模型时，选择合适的正则化方法可以防止过拟合。假设我们正在训练一个逻辑回归模型。以下关于正则化的描述，哪一项是错误的？（）A.L1正则化会使部分模型参数变为0，从而实现特征选择B.L2正则化通过对模型参数的平方和进行惩罚，使参数值变小C.正则化参数越大，对模型的约束越强，可能导致模型欠拟合D.同时使用L1和L2正则化（ElasticNet）总是比单独使用L1或L2正则化效果好8、某研究团队正在开发一个用于医疗诊断的机器学习系统，需要对疾病进行预测。由于医疗数据的敏感性和重要性，模型的可解释性至关重要。以下哪种模型或方法在提供可解释性方面具有优势？（）A.深度学习模型B.决策树C.集成学习模型D.强化学习模型9、在进行模型评估时，除了准确率、召回率等指标，还可以使用混淆矩阵来更全面地了解模型的性能。假设我们有一个二分类模型的混淆矩阵。以下关于混淆矩阵的描述，哪一项是不准确的？（）A.混淆矩阵的行表示真实类别，列表示预测类别B.真阳性（TruePositive，TP）表示实际为正例且被预测为正例的样本数量C.假阴性（FalseNegative，FN）表示实际为正例但被预测为负例的样本数量D.混淆矩阵只能用于二分类问题，不能用于多分类问题10、无监督学习算法主要包括聚类和降维等方法。以下关于无监督学习算法的说法中，错误的是：聚类算法将数据分成不同的组，而降维算法则将高维数据映射到低维空间。那么，下列关于无监督学习算法的说法错误的是（）A.K均值聚类算法需要预先指定聚类的个数K，并且对初始值比较敏感B.层次聚类算法可以生成树形结构的聚类结果，便于直观理解C.主成分分析是一种常用的降维算法，可以保留数据的主要特征D.无监督学习算法不需要任何先验知识，完全由数据本身驱动11、在一个信用评估的问题中，需要根据个人的信用记录、收入、债务等信息评估其信用风险。以下哪种模型评估指标可能是最重要的？（）A.准确率（Accuracy），衡量正确分类的比例，但在不平衡数据集中可能不准确B.召回率（Recall），关注正例的识别能力，但可能导致误判增加C.F1分数，综合考虑准确率和召回率，但对不同类别的权重相同D.受试者工作特征曲线下面积（AUC-ROC），能够评估模型在不同阈值下的性能，对不平衡数据较稳健12、假设要对一个复杂的数据集进行降维，以便于可视化和后续分析。以下哪种降维方法可能是最有效的？（）A.主成分分析（PCA），寻找数据的主要方向，但可能丢失一些局部信息B.线性判别分析（LDA），考虑类别信息，但对非线性结构不敏感C.t-分布随机邻域嵌入（t-SNE），能够保持数据的局部结构，但计算复杂度高D.以上方法结合使用，根据数据特点和分析目的选择合适的降维策略13、在一个强化学习场景中，智能体需要在一个复杂的环境中学习最优策略。如果环境的奖励信号稀疏，以下哪种技术可以帮助智能体更好地学习？（）A.奖励塑造B.策略梯度估计的改进C.经验回放D.以上技术都可以14、在机器学习中，强化学习是一种通过与环境交互来学习最优策略的方法。假设一个机器人要通过强化学习来学习如何在复杂的环境中行走。以下关于强化学习的描述，哪一项是不正确的？（）A.强化学习中的智能体根据环境的反馈（奖励或惩罚）来调整自己的行为策略B.Q-learning是一种基于值函数的强化学习算法，通过估计状态-动作值来选择最优动作C.策略梯度算法直接优化策略函数，通过计算策略的梯度来更新策略参数D.强化学习不需要对环境进行建模，只需要不断尝试不同的动作就能找到最优策略15、在机器学习中，监督学习是一种常见的学习方式。假设我们有一个数据集，包含了房屋的面积、房间数量、地理位置等特征，以及对应的房价。如果我们想要使用监督学习算法来预测新房屋的价格，以下哪种算法可能是最合适的（）A.K-Means聚类算法B.决策树算法C.主成分分析（PCA）D.独立成分分析（ICA）二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述机器学习中的监督学习和无监督学习的区别。2、（本题5分）说明机器学习中卷积神经网络（CNN）的核心组件。3、（本题5分）机器学习在智能家居中的控制策略是怎样的？4、（本题5分）机器学习在免疫学中的应用方向是什么？三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述机器学习中的强化学习在游戏中的应用。分析游戏策略学习、智能对手生成、游戏难度调整等方面的强化学习方法和应用效果。2、（本题5分）论述机器学习中的模型解释性。解释模型解释性的重要性，介绍常见的模型解释方法。分析模型解释性对机器学习应用的影响及如何提高模型的解释性。3、（本题5分）论述机器学习在建筑智能化中的应用。分析数据收集和模型选择的关键问题，以及对建筑性能和用户体验的影响。4、（本题5分）论述机器学习中的多标签学习。解释多标签学习的概念和重要性，介绍常见的多标签学习方法。分析多标签学习在不同领域的应用及面临的挑战。5、（本题5分）详细阐述决策树算