巢湖学院《机器学习》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、在机器学习中，降维是一种常见的操作，用于减少特征的数量。以下哪种降维方法是基于线性变换的？（）A.主成分分析（PCA）B.线性判别分析（LDA）C.t-SNED.以上都是2、机器学习在图像识别领域也取得了巨大的成功。以下关于机器学习在图像识别中的说法中，错误的是：机器学习可以用于图像分类、目标检测、图像分割等任务。常见的图像识别算法有卷积神经网络、支持向量机等。那么，下列关于机器学习在图像识别中的说法错误的是（）A.卷积神经网络通过卷积层和池化层自动学习图像的特征表示B.支持向量机在图像识别中的性能通常不如卷积神经网络C.图像识别算法的性能主要取决于数据的质量和数量，与算法本身关系不大D.机器学习在图像识别中的应用还面临着一些挑战，如小样本学习、对抗攻击等3、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4、在一个分类问题中，如果数据分布不均衡，以下哪种方法可以用于处理这种情况？（）A.过采样B.欠采样C.生成对抗网络（GAN）生成新样本D.以上方法都可以5、在一个分类问题中，如果需要对新出现的类别进行快速适应和学习，以下哪种模型具有较好的灵活性？（）A.在线学习模型B.增量学习模型C.迁移学习模型D.以上模型都可以6、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7、考虑一个回归问题，我们要预测房价。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。在选择评估指标来衡量模型的性能时，需要综合考虑模型的准确性和误差的性质。以下哪个评估指标不仅考虑了预测值与真实值的偏差，还考虑了偏差的平方？（）A.平均绝对误差（MAE）B.均方误差（MSE）C.决定系数（R²）D.准确率（Accuracy）8、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）9、考虑一个时间序列预测问题，数据具有明显的季节性特征。以下哪种方法可以处理这种季节性？（）A.在模型中添加季节性项B.使用季节性差分C.采用季节性自回归移动平均（SARIMA）模型D.以上都可以10、在一个分类问题中，如果数据集中存在多个类别，且类别之间存在层次结构，以下哪种方法可以考虑这种层次结构？（）A.多分类逻辑回归B.决策树C.层次分类算法D.支持向量机11、在机器学习中，对于一个分类问题，我们需要选择合适的算法来提高预测准确性。假设数据集具有高维度、大量特征且存在非线性关系，同时样本数量相对较少。在这种情况下，以下哪种算法可能是一个较好的选择？（）A.逻辑回归B.决策树C.支持向量机D.朴素贝叶斯12、在一个情感分析任务中，需要同时考虑文本的语义和语法信息。以下哪种模型结构可能是最有帮助的？（）A.卷积神经网络（CNN），能够提取局部特征，但对序列信息处理较弱B.循环神经网络（RNN），擅长处理序列数据，但长期依赖问题较严重C.长短时记忆网络（LSTM），改进了RNN的长期记忆能力，但计算复杂度较高D.结合CNN和LSTM的混合模型，充分利用两者的优势13、特征工程是机器学习中的重要环节。以下关于特征工程的说法中，错误的是：特征工程包括特征提取、特征选择和特征转换等步骤。目的是从原始数据中提取出有效的特征，提高模型的性能。那么，下列关于特征工程的说法错误的是（）A.特征提取是从原始数据中自动学习特征表示的过程B.特征选择是从众多特征中选择出对模型性能有重要影响的特征C.特征转换是将原始特征进行变换，以提高模型的性能D.特征工程只在传统的机器学习算法中需要，深度学习算法不需要进行特征工程14、假设正在开发一个用于推荐系统的深度学习模型，需要考虑用户的短期兴趣和长期兴趣。以下哪种模型结构可以同时捕捉这两种兴趣？（）A.注意力机制与循环神经网络的结合B.多层感知机与卷积神经网络的组合C.生成对抗网络与自编码器的融合D.以上模型都有可能15、假设正在开发一个用于情感分析的深度学习模型，需要对模型进行优化。以下哪种优化算法在深度学习中被广泛使用？（）A.随机梯度下降（SGD）B.自适应矩估计（Adam）C.牛顿法D.共轭梯度法16、在一个监督学习问题中，我们需要评估模型在新数据上的泛化能力。如果数据集较小且存在类别不平衡的情况，以下哪种评估指标需要特别谨慎地使用？（）A.准确率（Accuracy）B.召回率（Recall）C.F1值D.均方误差（MSE）17、假设正在进行一个特征选择任务，需要从大量的特征中选择最具代表性和区分性的特征。以下哪种特征选择方法基于特征与目标变量之间的相关性？（）A.过滤式方法B.包裹式方法C.嵌入式方法D.以上方法都可以18、想象一个图像分类的竞赛，要求在有限的计算资源和时间内达到最高的准确率。以下哪种优化策略可能是最关键的？（）A.数据增强，通过对原始数据进行随机变换增加数据量，但可能引入噪声B.超参数调优，找到模型的最优参数组合，但搜索空间大且耗时C.模型压缩，减少模型参数和计算量，如剪枝和量化，但可能损失一定精度D.集成学习，组合多个模型的预测结果，提高稳定性和准确率，但训练成本高19、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20、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二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释如何使用机器学习进行蛋白质结构预测。2、（本题5分）什么是门控循环单元（GRU）？它与LSTM的区别是什么？3、（本题5分）解释如何使用机器学习进行冰川变化监测。4、（本题5分）说明机器学习在生物物理学中的模型构建。5、（本题5分）解释在深度学习中，激活函数的作用。三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于RNN对文本的上下文相关性进行评估。2、（本题5分）通过妇产科学数据保障母婴健康和处理妇产科疾病。3、（本题5分）计算一组特征的重要性得分，确定对模型预测最有影响的特征。4、（本题5分）利用随机森林模型对用户对游戏的喜好进行预测。5、（本题5分）利用口腔正畸学数据设计正畸治疗方案。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）探讨