华中农业大学《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批阅人一、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2、假设要对一个大型数据集进行无监督学习，以发现潜在的模式和结构。以下哪种方法可能是首选？（）A.自编码器（Autoencoder），通过重构输入数据学习特征，但可能无法发现复杂模式B.生成对抗网络（GAN），通过对抗训练生成新数据，但训练不稳定C.深度信念网络（DBN），能够提取高层特征，但训练难度较大D.以上方法都可以尝试，根据数据特点和任务需求选择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5、某研究需要对音频信号进行分类，例如区分不同的音乐风格。以下哪种特征在音频分类中经常被使用？（）A.频谱特征B.时域特征C.时频特征D.以上特征都常用6、假设正在构建一个语音识别系统，需要对输入的语音信号进行预处理和特征提取。语音信号具有时变、非平稳等特点，在预处理阶段，以下哪种操作通常不是必需的？（）A.去除背景噪声B.对语音信号进行分帧和加窗C.将语音信号转换为频域表示D.对语音信号进行压缩编码，减少数据量7、在进行异常检测时，以下关于异常检测方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.基于统计的方法通过计算数据的均值、方差等统计量来判断异常值B.基于距离的方法通过计算样本之间的距离来识别异常点C.基于密度的方法认为异常点的局部密度显著低于正常点D.所有的异常检测方法都能准确地检测出所有的异常，不存在漏检和误检的情况8、在进行迁移学习时，以下关于迁移学习的应用场景和优势，哪一项是不准确的？（）A.当目标任务的数据量较少时，可以利用在大规模数据集上预训练的模型进行迁移学习B.可以将在一个领域学习到的模型参数直接应用到另一个不同但相关的领域中C.迁移学习能够加快模型的训练速度，提高模型在新任务上的性能D.迁移学习只适用于深度学习模型，对于传统机器学习模型不适用9、假设要开发一个自然语言处理的系统，用于文本情感分析，判断一段文字是积极、消极还是中性。考虑到文本的多样性和语义的复杂性。以下哪种技术和方法可能是最有效的？（）A.基于词袋模型的朴素贝叶斯分类器，计算简单，但忽略了词序和上下文信息B.循环神经网络（RNN），能够处理序列数据，但可能存在梯度消失或爆炸问题C.长短时记忆网络（LSTM），改进了RNN的长期依赖问题，对长文本处理能力较强，但模型较复杂D.基于Transformer架构的预训练语言模型，如BERT或GPT，具有强大的语言理解能力，但需要大量的计算资源和数据进行微调10、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11、考虑一个回归问题，我们使用均方误差（MSE）作为损失函数。如果模型的预测值与真实值之间的MSE较大，这意味着什么（）A.模型的预测非常准确B.模型存在过拟合C.模型存在欠拟合D.无法确定模型的性能12、假设正在开发一个自动驾驶系统，其中一个关键任务是目标检测，例如识别道路上的行人、车辆和障碍物。在选择目标检测算法时，需要考虑算法的准确性、实时性和对不同环境的适应性。以下哪种目标检测算法在实时性要求较高的场景中可能表现较好？（）A.FasterR-CNN，具有较高的检测精度B.YOLO（YouOnlyLookOnce），能够实现快速检测C.SSD（SingleShotMultiBoxDetector），在精度和速度之间取得平衡D.以上算法都不适合实时应用13、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14、在一个文本分类任务中，使用了朴素贝叶斯算法。朴素贝叶斯算法基于贝叶斯定理，假设特征之间相互独立。然而，在实际的文本数据中，特征之间往往存在一定的相关性。以下关于朴素贝叶斯算法在文本分类中的应用，哪一项是正确的？（）A.由于特征不独立的假设，朴素贝叶斯算法在文本分类中效果很差B.尽管存在特征相关性，朴素贝叶斯算法在许多文本分类任务中仍然表现良好C.为了提高性能，需要对文本数据进行特殊处理，使其满足特征独立的假设D.朴素贝叶斯算法只适用于特征完全独立的数据集，不适用于文本分类15、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16、在进行特征工程时，如果特征之间存在共线性，即一个特征可以由其他特征线性表示，以下哪种方法可以处理共线性？（）A.去除相关特征B.对特征进行主成分分析C.对特征进行标准化D.以上都可以17、考虑在一个图像识别任务中，需要对不同的物体进行分类，例如猫、狗、汽车等。为了提高模型的准确性和泛化能力，以下哪种数据增强技术可能是有效的（）A.随机旋转图像B.增加图像的亮度C.对图像进行模糊处理D.减小图像的分辨率18、假设正在研究一个时间序列预测问题，数据具有季节性和趋势性。以下哪种模型可以同时处理这两种特性？（）A.SARIMA模型B.Prophet模型C.Holt-Winters模型D.以上模型都可以19、在进行时间序列预测时，有多种方法可供选择。假设我们要预测股票价格的走势。以下关于时间序列预测方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.自回归移动平均（ARMA）模型假设时间序列是线性的，通过对历史数据的加权平均和残差来进行预测B.差分整合移动平均自回归（ARIMA）模型可以处理非平稳的时间序列，通过差分操作将其转化为平稳序列C.长短期记忆网络（LSTM）能够捕捉时间序列中的长期依赖关系，适用于复杂的时间序列预测任务D.所有的时间序列预测方法都能准确地预测未来的股票价格，不受市场不确定性和突发事件的影响20、某研究团队正在开发一个用于医疗图像诊断的机器学习模型，需要提高模型对小病变的检测能力。以下哪种方法可以尝试？（）A.增加数据增强的强度B.使用更复杂的模型架构C.引入注意力机制D.以上方法都可以二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述在智能水资源管理中，机器学习的作用。2、（本题5分）简述神经网络的基本结构和工作原理。3、（本题5分）解释如何使用机器学习进行人体姿态估计。4、（本题5分）简述机器学习中循环神经网络（RNN）及其变体。5、（本题5分）简述在智能家居中，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）使用决策树算法对用户的运动能力进行评估。2、（本题5分）使用强化学习算法训练智能体在迷宫中找到出口。3、（本题5分）分析对抗样本对图像分类模型的影响，提出增强模型鲁棒性的方法。4、（本题5分）利用微生物学数据进行微生物分类和鉴定。5、（本题5分）基于RNN对文本的自动摘要进行