长沙师范学院《机器学习》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器学习》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25个小题，每小题1分，共25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、在进行特征选择时，有多种方法可以评估特征的重要性。假设我们有一个包含多个特征的数据集。以下关于特征重要性评估方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.信息增益通过计算特征引入前后信息熵的变化来衡量特征的重要性B.卡方检验可以检验特征与目标变量之间的独立性，从而评估特征的重要性C.随机森林中的特征重要性评估是基于特征对模型性能的贡献程度D.所有的特征重要性评估方法得到的结果都是完全准确和可靠的，不需要进一步验证2、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3、在构建一个图像识别模型时，需要对图像数据进行预处理和增强。如果图像存在光照不均、噪声和模糊等问题，以下哪种预处理和增强技术组合可能最为有效？（）A.直方图均衡化、中值滤波和锐化B.灰度变换、高斯滤波和图像翻转C.色彩空间转换、均值滤波和图像缩放D.对比度拉伸、双边滤波和图像旋转4、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5、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6、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7、假设要对一个复杂的数据集进行降维，以便于可视化和后续分析。以下哪种降维方法可能是最有效的？（）A.主成分分析（PCA），寻找数据的主要方向，但可能丢失一些局部信息B.线性判别分析（LDA），考虑类别信息，但对非线性结构不敏感C.t-分布随机邻域嵌入（t-SNE），能够保持数据的局部结构，但计算复杂度高D.以上方法结合使用，根据数据特点和分析目的选择合适的降维策略8、深度学习是机器学习的一个重要分支，它利用深度神经网络进行学习。以下关于深度学习的说法中，错误的是：深度神经网络具有多层结构，可以自动学习数据的特征表示。深度学习在图像识别、语音识别等领域取得了巨大的成功。那么，下列关于深度学习的说法错误的是（）A.卷积神经网络是一种专门用于处理图像数据的深度神经网络B.循环神经网络适用于处理序列数据，如文本、时间序列等C.深度神经网络的训练需要大量的计算资源和时间D.深度学习算法可以自动学习到最优的特征表示，不需要人工设计特征9、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10、某研究团队正在开发一个用于疾病预测的机器学习模型，需要考虑模型的鲁棒性和稳定性。以下哪种方法可以用于评估模型在不同数据集和条件下的性能？（）A.交叉验证B.留一法C.自助法D.以上方法都可以11、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12、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13、假设在一个医疗诊断的场景中，需要通过机器学习算法来预测患者是否患有某种疾病。收集了大量患者的生理指标、病史和生活习惯等数据。在选择算法时，需要考虑模型的准确性、可解释性以及对新数据的泛化能力。以下哪种算法可能是最适合的？（）A.决策树算法，因为它能够清晰地展示决策过程，具有较好的可解释性，但可能在复杂数据上的准确性有限B.支持向量机算法，对高维数据有较好的处理能力，准确性较高，但模型解释相对困难C.随机森林算法，由多个决策树组成，准确性较高且具有一定的抗噪能力，但可解释性一般D.深度学习中的卷积神经网络算法，能够自动提取特征，准确性可能很高，但模型非常复杂，难以解释14、在自然语言处理任务中，如文本分类，词向量表示是基础。常见的词向量模型有Word2Vec和GloVe等。假设我们有一个大量的文本数据集，想要得到高质量的词向量表示，同时考虑到计算效率和效果。以下关于这两种词向量模型的比较，哪一项是不准确的？（）A.Word2Vec可以通过CBOW和Skip-gram两种方式训练，灵活性较高B.GloVe基于全局的词共现统计信息，能够捕捉更全局的语义关系C.Word2Vec训练速度较慢，不适用于大规模数据集D.GloVe在某些任务上可能比Word2Vec表现更好，但具体效果取决于数据和任务15、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16、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17、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18、假设正在进行一个异常检测任务，数据具有高维度和复杂的分布。以下哪种技术可以用于将高维数据映射到低维空间以便更好地检测异常？（）A.核主成分分析（KPCA）B.局部线性嵌入（LLE）C.拉普拉斯特征映射D.以上技术都可以19、假设正在进行一个目标检测任务，例如在图像中检测出人物和车辆。以下哪种深度学习框架在目标检测中被广泛应用？（）A.TensorFlowB.PyTorchC.CaffeD.以上框架都常用于目标检测20、假设正在研究一个自然语言处理任务，需要对句子进行语义理解。以下哪种深度学习模型在捕捉句子的长期依赖关系方面表现较好？（）A.双向长短时记忆网络（BiLSTM）B.卷积神经网络（CNN）C.图卷积神经网络（GCN）D.以上模型都有其特点21、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22、机器学习中，批量归一化（BatchNormalization）的主要作用是（）A.加快训练速度B.防止过拟合C.提高模型精度D.以上都是23、对于一个高维度的数据，在进行特征选择时，以下哪种方法可以有效地降低维度（）A.递归特征消除（RFE）B.皮尔逊相关系数C.方差分析（ANOVA）D.以上方法都可以24、假设正在开发一个智能推荐系统，用于向用户推荐个性化的商品。系统需要根据用户的历史购买记录、浏览行为、搜索关键词等信息来预测用户的兴趣和需求。在这个过程中，特征工程起到了关键作用。如果要将用户的购买记录转化为有效的特征，以下哪种方法不太合适？（）A.统计用户购买每种商品的频率B.对用户购买的商品进行分类，并计算各类别的比例C.直接将用户购买的商品名称作为特征输入模型D.计算用户购买商品的时间间隔和购买周期25、某机器学习模型在训练过程中，损失函数的值一直没有明显下降。以下哪种可能是导致这种情况的原因？（）A.学习率过高B.模型过于复杂C.数据预处理不当D.以上原因都有可能二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）说明机器学习在心理学研究中的辅助作用。2、（本题5分）解释如何使用机器学习进行供应链优化。3、（本题5分）简述在物流配送优化中，机器学习的方法。4、（本题5分）解释机器学习中K-Means聚类的步骤。三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）通过消化系统疾病数据研究胃肠道疾病的发病机制。2、（本题5分）利用鸟类学数据保护鸟类和研究鸟类生态。3、（本题5分）通过SVM算法对图像中的动物进行分类。4、（本题5分）使用线性回归模型预测房价，给定一组房屋面积和对应的房价数据，进行模型训练和预测新房屋的价格。5、（本题5分）利用古生物学数据研究古生物的形态和演化。四、论述题（本大题共3个小题，共30分