北京师范大学《机器学习与深度学习》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页北京师范大学《机器学习与深度学习》

2023-2024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20个小题，每小题2分，共40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、在机器学习中，监督学习是一种常见的学习方式。假设我们要使用监督学习算法来预测房价，给定了大量的房屋特征（如面积、房间数量、地理位置等）以及对应的房价数据。以下关于监督学习在这个任务中的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以使用线性回归算法，建立房屋特征与房价之间的线性关系模型B.决策树算法可以根据房屋特征的不同取值来划分决策节点，最终预测房价C.支持向量机通过寻找一个最优的超平面来对房屋数据进行分类，从而预测房价D.无监督学习算法如K-Means聚类算法可以直接用于房价的预测，无需对数据进行标注2、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3、在强化学习中，智能体通过与环境交互来学习最优策略。如果智能体在某个状态下采取的行动总是导致低奖励，它应该（）A.继续采取相同的行动，希望情况会改善B.随机选择其他行动C.根据策略网络的输出选择行动D.调整策略以避免采取该行动4、在强化学习中，智能体通过与环境进行交互来学习最优策略。假设一个机器人需要在复杂的环境中找到通往目标的最佳路径，并且在途中会遇到各种障碍和奖励。在这种情况下，以下哪种强化学习算法可能更适合解决这个问题？（）A.Q-learning算法，通过估计状态-动作值函数来选择动作B.SARSA算法，基于当前策略进行策略评估和改进C.策略梯度算法，直接优化策略的参数D.以上算法都不适合，需要使用专门的路径规划算法5、在进行特征工程时，需要对连续型特征进行离散化处理。以下哪种离散化方法在某些情况下可以保留更多的信息，同时减少数据的复杂性？（）A.等宽离散化B.等频离散化C.基于聚类的离散化D.基于决策树的离散化6、强化学习中的智能体通过与环境的交互来学习最优策略。以下关于强化学习的说法中，错误的是：强化学习的目标是最大化累计奖励。智能体根据当前状态选择动作，环境根据动作反馈新的状态和奖励。那么，下列关于强化学习的说法错误的是（）A.Q学习是一种基于值函数的强化学习算法B.策略梯度算法是一种基于策略的强化学习算法C.强化学习算法只适用于离散动作空间，对于连续动作空间不适用D.强化学习可以应用于机器人控制、游戏等领域7、假设要使用机器学习算法来预测房价。数据集包含了房屋的面积、位置、房间数量等特征。如果特征之间存在非线性关系，以下哪种模型可能更适合？（）A.线性回归模型B.决策树回归模型C.支持向量回归模型D.以上模型都可能适用8、在使用梯度下降算法优化模型参数时，如果学习率设置过大，可能会导致以下哪种情况（）A.收敛速度加快B.陷入局部最优解C.模型无法收敛D.以上情况都不会发生9、在进行机器学习模型评估时，除了准确性等常见指标外，还可以使用混淆矩阵来更详细地分析模型的性能。对于一个二分类问题，混淆矩阵包含了真阳性（TP）、真阴性（TN）、假阳性（FP）和假阴性（FN）等信息。以下哪个指标可以通过混淆矩阵计算得到，并且对于不平衡数据集的评估较为有效？（）A.准确率（Accuracy）B.召回率（Recall）C.F1值D.均方误差（MSE）10、假设要预测一个时间序列数据中的突然变化点，以下哪种方法可能是最合适的？（）A.滑动窗口分析，通过比较相邻窗口的数据差异来检测变化，但窗口大小选择困难B.基于统计的假设检验，如t检验或方差分析，但对数据分布有要求C.变点检测算法，如CUSUM或Pettitt检验，专门用于检测变化点，但可能对噪声敏感D.深度学习中的异常检测模型，能够自动学习变化模式，但需要大量数据训练11、在使用朴素贝叶斯算法进行分类时，以下关于朴素贝叶斯的假设和特点，哪一项是不正确的？（）A.假设特征之间相互独立，简化了概率计算B.对于连续型特征，通常需要先进行离散化处理C.朴素贝叶斯算法对输入数据的分布没有要求，适用于各种类型的数据D.朴素贝叶斯算法在处理高维度数据时性能较差，容易出现过拟合12、在使用随机森林算法进行分类任务时，以下关于随机森林特点的描述，哪一项是不准确的？（）A.随机森林是由多个决策树组成的集成模型，通过投票来决定最终的分类结果B.随机森林在训练过程中对特征进行随机抽样，增加了模型的随机性和多样性C.随机森林对于处理高维度数据和缺失值具有较好的鲁棒性D.随机森林的训练速度比单个决策树慢，因为需要构建多个决策树13、在一个聚类问题中，需要将一组数据点划分到不同的簇中，使得同一簇内的数据点相似度较高，不同簇之间的数据点相似度较低。假设我们使用K-Means算法进行聚类，以下关于K-Means算法的初始化步骤，哪一项是正确的？（）A.随机选择K个数据点作为初始聚类中心B.选择数据集中前K个数据点作为初始聚类中心C.计算数据点的均值作为初始聚类中心D.以上方法都可以，对最终聚类结果没有影响14、在一个医疗诊断项目中，我们希望利用机器学习算法来预测患者是否患有某种疾病。收集到的数据集包含患者的各种生理指标、病史等信息。在选择合适的机器学习算法时，需要考虑多个因素，如数据的规模、特征的数量、数据的平衡性等。如果数据量较大，特征维度较高，且存在一定的噪声，以下哪种算法可能是最优选择？（）A.逻辑回归算法，简单且易于解释B.决策树算法，能够处理非线性关系C.支持向量机算法，在小样本数据上表现出色D.随机森林算法，对噪声和异常值具有较好的容忍性15、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16、在一个强化学习问题中，如果环境的状态空间非常大，以下哪种技术可以用于有效地表示和处理状态？（）A.函数逼近B.状态聚类C.状态抽象D.以上技术都可以17、考虑一个情感分析任务，判断一段文本所表达的情感是积极、消极还是中性。在特征提取方面，可以使用词袋模型、TF-IDF等方法。如果文本数据量较大，且包含丰富的语义信息，以下哪种特征提取方法可能表现更好？（）A.词袋模型，简单直观，计算速度快B.TF-IDF，考虑了词的频率和文档的分布C.基于深度学习的词向量表示，能够捕捉语义和上下文信息D.以上方法效果相同，取决于模型的复杂程度18、在一个图像分类任务中，如果需要快速进行模型的训练和预测，以下哪种轻量级模型架构可能比较适合？（）A.MobileNetB.ResNetC.InceptionD.VGG19、欠拟合也是机器学习中需要关注的问题。以下关于欠拟合的说法中，错误的是：欠拟合是指模型在训练数据和测试数据上的表现都不佳。欠拟合的原因可能是模型过于简单或者数据特征不足。那么，下列关于欠拟合的说法错误的是（）A.增加模型的复杂度可以缓解欠拟合问题B.收集更多的特征数据可以缓解欠拟合问题C.欠拟合问题比过拟合问题更容易解决D.欠拟合只在小样本数据集上出现，大规模数据集不会出现欠拟合问题20、在处理自然语言处理任务时，词嵌入（WordEmbedding）是一种常用的技术。假设我们要对一段文本进行情感分析。以下关于词嵌入的描述，哪一项是错误的？（）A.词嵌入将单词表示为低维实数向量，捕捉单词之间的语义关系B.Word2Vec和GloVe是常见的词嵌入模型，可以学习到单词的分布式表示C.词嵌入向量的维度通常是固定的，且不同单词的向量维度必须相同D.词嵌入可以直接用于文本分类任务，无需进行进一步的特征工程二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释机器学习在海洋生物学中的生态监测。2、（本题5分）解释如何在机器学习中处理不平衡的多标签分类问题。3、（本题5分）简述在智能交通系统中，机器学习的应用。三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）通过主成分分析降低图像数据的维度，以加快处理速度。2、（本题5分）借助生物多样性研究数据制