北京师范大学《机器学习工具与平台》2022-2023学年第一学期期末试卷

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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、想象一个文本分类的任务，需要对大量的新闻文章进行分类，如政治、经济、体育等。考虑到词汇的多样性和语义的复杂性。以下哪种词向量表示方法可能是最适合的？（）A.One-Hot编码，简单直观，但向量维度高且稀疏B.词袋模型（BagofWords），忽略词序但计算简单C.分布式词向量，如Word2Vec或GloVe，能够捕捉词与词之间的语义关系，但对多义词处理有限D.基于Transformer的预训练语言模型生成的词向量，具有强大的语言理解能力，但计算成本高2、在一个强化学习场景中，智能体在探索新的策略和利用已有的经验之间需要进行平衡。如果智能体过于倾向于探索，可能会导致效率低下；如果过于倾向于利用已有经验，可能会错过更好的策略。以下哪种方法可以有效地控制这种平衡？（）A.调整学习率B.调整折扣因子C.使用ε-贪婪策略，控制探索的概率D.增加训练的轮数3、在特征工程中，独热编码（One-HotEncoding）用于（）A.处理类别特征B.处理数值特征C.降维D.以上都不是4、在深度学习中，卷积神经网络（CNN）被广泛应用于图像识别等领域。假设我们正在设计一个CNN模型，对于图像分类任务，以下哪个因素对模型性能的影响较大（）A.卷积核的大小B.池化层的窗口大小C.全连接层的神经元数量D.以上因素影响都不大5、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6、在机器学习中，交叉验证是一种常用的评估模型性能和选择超参数的方法。假设我们正在使用K折交叉验证来评估一个分类模型。以下关于交叉验证的描述，哪一项是不准确的？（）A.将数据集随机分成K个大小相等的子集，依次选择其中一个子集作为测试集，其余子集作为训练集B.通过计算K次实验的平均准确率等指标来评估模型的性能C.可以在交叉验证过程中同时调整多个超参数，找到最优的超参数组合D.交叉验证只适用于小数据集，对于大数据集计算成本过高，不适用7、对于一个高维度的数据，在进行特征选择时，以下哪种方法可以有效地降低维度（）A.递归特征消除（RFE）B.皮尔逊相关系数C.方差分析（ANOVA）D.以上方法都可以8、在一个回归问题中，如果需要考虑多个输出变量之间的相关性，以下哪种模型可能更适合？（）A.多元线性回归B.向量自回归（VAR）C.多任务学习模型D.以上模型都可以9、考虑一个图像分类任务，使用深度学习模型进行训练。在训练过程中，如果发现模型在训练集上的准确率很高，但在验证集上的准确率较低，可能存在以下哪种问题？（）A.模型欠拟合，需要增加模型的复杂度B.数据预处理不当，需要重新处理数据C.模型过拟合，需要采取正则化措施D.训练数据量不足，需要增加更多的数据10、集成学习是一种提高机器学习性能的方法。以下关于集成学习的说法中，错误的是：集成学习通过组合多个弱学习器来构建一个强学习器。常见的集成学习方法有bagging、boosting和stacking等。那么，下列关于集成学习的说法错误的是（）A.bagging方法通过随机采样训练数据来构建多个不同的学习器B.boosting方法通过逐步调整样本权重来构建多个不同的学习器C.stacking方法将多个学习器的预测结果作为新的特征输入到一个元学习器中D.集成学习方法一定比单个学习器的性能更好11、假设正在训练一个深度学习模型，但是训练过程中出现了梯度消失或梯度爆炸的问题。以下哪种方法可以缓解这个问题？（）A.使用正则化B.调整学习率C.使用残差连接D.减少层数12、在一个强化学习问题中，如果智能体需要与多个对手进行交互和竞争，以下哪种算法可以考虑对手的策略？（）A.双人零和博弈算法B.多智能体强化学习算法C.策略梯度算法D.以上算法都可以13、在机器学习中，特征工程是非常重要的一步。假设我们要预测一个城市的空气质量，有许多相关的原始数据，如气象数据、交通流量、工厂排放等。以下关于特征工程的描述，哪一项是不准确的？（）A.对原始数据进行标准化或归一化处理，可以使不同特征在数值上具有可比性B.从原始数据中提取新的特征，例如计算交通流量的日变化率，有助于提高模型的性能C.特征选择是选择对目标变量有显著影响的特征，去除冗余或无关的特征D.特征工程只需要在模型训练之前进行一次，后续不需要再进行调整和优化14、在一个分类问题中，如果数据集中存在噪声和错误标签，以下哪种模型可能对这类噪声具有一定的鲁棒性？（）A.集成学习模型B.深度学习模型C.支持向量机D.决策树15、某机器学习项目需要对视频数据进行分析和理解。以下哪种方法可以将视频数据转换为适合机器学习模型处理的形式？（）A.提取关键帧B.视频编码C.光流计算D.以上方法都可以二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释如何在机器学习中处理异常值。2、（本题5分）谈谈在气象预测中，机器学习的应用。3、（本题5分）简述机器学习在电商中的客户行为分析。4、（本题5分）简述机器学习中的密度聚类算法。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述深度学习中的多头注意力机制在机器翻译中的作用。分析其原理及对翻译质量的提升。2、（本题5分）论述在机器学习中，如何利用数据增强技术增加数据的多样性。探讨图像、文本等不同数据类型的数据增强方法和效果。3、（本题5分）探讨机器学习在水利工程中的水坝安全监测中的应用，分析其对水利设施安全的保障。4、（本题5分）论述机器学习中的对抗样本攻击及防御方法。对抗样本攻击是机器学习模型面临的一种安全威胁，了解其攻击原理和防御方法对于保障模型的安全性至关重要。分析对抗样本攻击的方式，并讨论相应的防御策略。5、（本题5分）探讨在生物信息学中，机器学习在基因表达分析、蛋白质结构预测等方面的应用。分析生物数据