华东师范大学《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、在进行机器学习模型的训练时，过拟合是一个常见的问题。假设我们正在训练一个决策树模型来预测客户是否会购买某种产品，给定了客户的个人信息和购买历史等数据。以下关于过拟合的描述和解决方法，哪一项是错误的？（）A.过拟合表现为模型在训练集上表现很好，但在测试集上表现不佳B.增加训练数据的数量可以有效地减少过拟合的发生C.对决策树进行剪枝操作，即删除一些不重要的分支，可以防止过拟合D.降低模型的复杂度，例如减少决策树的深度，会导致模型的拟合能力下降，无法解决过拟合问题2、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3、在一个语音合成任务中，需要将输入的文本转换为自然流畅的语音。以下哪种技术或模型常用于语音合成？（）A.隐马尔可夫模型（HMM）B.深度神经网络（DNN）C.循环神经网络（RNN），如LSTM或GRUD.以上都是4、当处理不平衡数据集（即某个类别在数据中占比极小）时，以下哪种方法可以提高模型对少数类别的识别能力（）A.对多数类别进行欠采样B.对少数类别进行过采样C.调整分类阈值D.以上方法都可以5、在一个多分类问题中，如果类别之间存在层次关系，以下哪种分类方法可以考虑这种层次结构？（）A.层次分类B.一对一分类C.一对多分类D.以上方法都可以6、在一个无监督学习问题中，需要发现数据中的潜在结构。如果数据具有层次结构，以下哪种方法可能比较适合？（）A.自组织映射（SOM）B.生成对抗网络（GAN）C.层次聚类D.以上方法都可以7、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8、假设要开发一个疾病诊断的辅助系统，能够根据患者的医学影像（如X光、CT等）和临床数据做出诊断建议。以下哪种模型融合策略可能是最有效的？（）A.简单平均多个模型的预测结果，计算简单，但可能无法充分利用各个模型的优势B.基于加权平均的融合，根据模型的性能或重要性分配权重，但权重的确定可能具有主观性C.采用堆叠（Stacking）方法，将多个模型的输出作为新的特征输入到一个元模型中进行融合，但可能存在过拟合风险D.基于注意力机制的融合，动态地根据输入数据为不同模型分配权重，能够更好地适应不同情况，但实现较复杂9、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10、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11、在监督学习中，常见的算法有线性回归、逻辑回归、支持向量机等。以下关于监督学习算法的说法中，错误的是：线性回归用于预测连续值，逻辑回归用于分类任务。支持向量机通过寻找一个最优的超平面来分类数据。那么，下列关于监督学习算法的说法错误的是（）A.线性回归的模型简单，容易理解，但对于复杂的数据集可能效果不佳B.逻辑回归可以处理二分类和多分类问题，并且可以输出概率值C.支持向量机在小样本数据集上表现出色，但对于大规模数据集计算成本较高D.监督学习算法的性能只取决于模型的复杂度，与数据的特征选择无关12、假设正在开发一个用于图像识别的深度学习模型，需要选择合适的超参数。以下哪种方法可以用于自动搜索和优化超参数？（）A.随机搜索B.网格搜索C.基于模型的超参数优化D.以上方法都可以13、想象一个无人驾驶汽车的环境感知任务，需要识别道路、车辆、行人等对象。以下哪种机器学习方法可能是最关键的？（）A.目标检测算法，如FasterR-CNN或YOLO，能够快速准确地识别多个对象，但对小目标检测可能存在挑战B.语义分割算法，对图像进行像素级的分类，但计算量较大C.实例分割算法，不仅区分不同类别，还区分同一类别中的不同个体，但模型复杂D.以上三种方法结合使用，根据具体场景和需求进行选择和优化14、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15、当使用支持向量机（SVM）进行分类任务时，如果数据不是线性可分的，通常会采用以下哪种方法（）A.增加样本数量B.降低维度C.使用核函数将数据映射到高维空间D.更换分类算法16、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17、想象一个市场营销的项目，需要根据客户的购买历史、浏览行为和人口统计信息来预测其未来的购买倾向。同时，要能够解释模型的决策依据以指导营销策略的制定。以下哪种模型和策略可能是最适用的？（）A.建立逻辑回归模型，通过系数分析解释变量的影响，但对于复杂的非线性关系可能不敏感B.运用决策树集成算法，如梯度提升树（GradientBoostingTree），准确性较高，且可以通过特征重要性评估解释模型，但局部解释性相对较弱C.采用深度学习中的多层卷积神经网络，预测能力强，但几乎无法提供直观的解释D.构建基于规则的分类器，明确的规则易于理解，但可能无法处理复杂的数据模式和不确定性18、在一个气候预测的研究中，需要根据历史的气象数据，包括温度、湿度、气压等，来预测未来一段时间的天气状况。数据具有季节性、周期性和长期趋势等特征。以下哪种预测方法可能是最有效的？（）A.简单的线性时间序列模型，如自回归移动平均（ARMA）模型，适用于平稳数据，但对复杂模式的捕捉能力有限B.季节性自回归整合移动平均（SARIMA）模型，考虑了季节性因素，但对于非线性和突变的情况处理能力不足C.基于深度学习的长短期记忆网络（LSTM）与门控循环单元（GRU），能够处理长序列和复杂的非线性关系，但需要大量数据和计算资源D.结合多种传统时间序列模型和机器学习算法的集成方法，综合各自的优势，但模型复杂度和调参难度较高19、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20、某研究需要对一个大型数据集进行降维，同时希望保留数据的主要特征。以下哪种降维方法在这种情况下可能较为合适？（）A.主成分分析（PCA）B.线性判别分析（LDA）C.t-分布随机邻域嵌入（t-SNE）D.自编码器二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）机器学习中如何训练深度神经网络？2、（本题5分）解释如何将二分类模型扩展到多分类问题。3、（本题5分）机器学习中如何进行特征选择和特征工程？三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用随机森林模型对电影的评分进行预测。2、（本题5分）借助民俗学数据传承和保护民俗文化。3、（本题5分）借助基因组学数据定位基因和研究基因变异。4、（本题5分）利用游