北京师范大学《模式识别》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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1分，共20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、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2、过拟合是机器学习中常见的问题之一。以下关于过拟合的说法中，错误的是：过拟合是指模型在训练数据上表现很好，但在测试数据上表现不佳。过拟合的原因可能是模型过于复杂或者训练数据不足。那么，下列关于过拟合的说法错误的是（）A.增加训练数据可以缓解过拟合问题B.正则化是一种常用的防止过拟合的方法C.过拟合只在深度学习中出现，传统的机器学习算法不会出现过拟合问题D.可以通过交叉验证等方法来检测过拟合3、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4、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5、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6、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7、假设正在进行一个图像生成任务，例如生成逼真的人脸图像。以下哪种生成模型在图像生成领域取得了显著成果？（）A.变分自编码器（VAE）B.生成对抗网络（GAN）C.自回归模型D.以上模型都常用于图像生成8、在一个异常检测的任务中，数据分布呈现多峰且存在离群点。以下哪种异常检测算法可能表现较好？（）A.基于密度的局部异常因子（LOF）算法，能够发现局部密度差异较大的异常点，但对参数敏感B.一类支持向量机（One-ClassSVM），适用于高维数据，但对数据分布的假设较强C.基于聚类的异常检测，将远离聚类中心的点视为异常，但聚类效果对结果影响较大D.以上算法结合使用，根据数据特点选择合适的方法或进行组合9、在进行机器学习模型部署时，需要考虑模型的计算效率和资源占用。假设我们训练了一个复杂的深度学习模型，但实际应用场景中的计算资源有限。以下哪种方法可以在一定程度上减少模型的计算量和参数数量？（）A.增加模型的层数和神经元数量B.对模型进行量化，如使用低精度数值表示参数C.使用更复杂的激活函数，提高模型的表达能力D.不进行任何处理，直接部署模型10、在机器学习中，偏差-方差权衡（Bias-VarianceTradeoff）描述的是（）A.模型的复杂度与性能的关系B.训练误差与测试误差的关系C.过拟合与欠拟合的关系D.以上都是11、机器学习是一门涉及统计学、计算机科学和人工智能的交叉学科。它的目标是让计算机从数据中自动学习规律和模式，从而能够进行预测、分类、聚类等任务。以下关于机器学习的说法中，错误的是：机器学习算法可以分为监督学习、无监督学习和强化学习三大类。监督学习需要有标注的训练数据，无监督学习则不需要标注数据。那么，下列关于机器学习的说法错误的是（）A.决策树是一种监督学习算法，可以用于分类和回归任务B.K均值聚类是一种无监督学习算法，用于将数据分成K个聚类C.强化学习通过与环境的交互来学习最优策略，适用于机器人控制等领域D.机器学习算法的性能只取决于算法本身，与数据的质量和数量无关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，特征选择是一项重要的任务，旨在从众多的原始特征中选择出对模型性能有显著影响的特征。假设我们有一个包含大量特征的数据集，在进行特征选择时，以下哪种方法通常不被采用？（）A.基于相关性分析，选择与目标变量高度相关的特征B.随机选择一部分特征，进行试验和比较C.使用递归特征消除（RFE）方法，逐步筛选特征D.基于领域知识和经验，手动选择特征14、在进行模型选择时，除了考虑模型的性能指标，还需要考虑模型的复杂度和可解释性。假设我们有多个候选模型。以下关于模型选择的描述，哪一项是不正确的？（）A.复杂的模型通常具有更高的拟合能力，但也更容易过拟合B.简单的模型虽然拟合能力有限，但更容易解释和理解C.对于一些对可解释性要求较高的任务，如医疗诊断，应优先选择复杂的黑盒模型D.在实际应用中，需要根据具体问题和需求综合权衡模型的性能、复杂度和可解释性15、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16、在一个图像生成任务中，例如生成逼真的人脸图像，生成对抗网络（GAN）是一种常用的方法。GAN由生成器和判别器组成，它们在训练过程中相互对抗。以下关于GAN训练过程的描述，哪一项是不正确的？（）A.生成器的目标是生成尽可能逼真的图像，以欺骗判别器B.判别器的目标是准确区分真实图像和生成器生成的图像C.训练初期，生成器和判别器的性能都比较差，生成的图像质量较低D.随着训练的进行，判别器的性能逐渐下降，而生成器的性能不断提升17、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18、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19、假设正在研究一个自然语言处理任务，例如文本分类。文本数据具有丰富的语义和语法结构，同时词汇量很大。为了有效地表示这些文本，以下哪种文本表示方法在深度学习中经常被使用？（）A.词袋模型（BagofWords）B.词嵌入（WordEmbedding）C.主题模型（TopicModel）D.语法树表示20、在集成学习中，Adaboost算法通过调整样本的权重来训练多个弱分类器。如果一个样本在之前的分类器中被错误分类，它的权重会（）A.保持不变B.减小C.增大D.随机变化二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释机器学习在社交媒体中的内容推荐。2、（本题5分）解释机器学习在兽医学中的疾病诊断。3、（本题5分）说明机器学习在急诊医学中的快速诊断。4、（本题5分）解释如何使用机器学习进行地震预测。5、（本题5分）说明机器学习在智慧城市中的应用。三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）运用LSTM网络对电商平台的商品销量进行预测。2、（本题5分）利用微生物学数据进行微生物分类和鉴定。3、（本题5分）利用古生物学数据研究古生物的形态和演化。4、（本题5分）利用GAN生成新的室内装修设计。5、（本题5分）依据分子生物学