中国科学院大学《机器学习基础理论及其在工程科学中的应用》2021-2022学年第一学期期末试卷

站名：站名：年级专业：姓名：学号：凡年级专业、姓名、学号错写、漏写或字迹不清者，成绩按零分记。…………密………………封………………线…………第1页，共1页中国科学院大学《机器学习基础理论及其在工程科学中的应用》

2021-2022学年第一学期期末试卷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、假设我们有一个时间序列数据，想要预测未来的值。以下哪种机器学习算法可能不太适合（）A.线性回归B.长短期记忆网络（LSTM）C.随机森林D.自回归移动平均模型（ARMA）2、在使用随机森林算法进行分类任务时，以下关于随机森林特点的描述，哪一项是不准确的？（）A.随机森林是由多个决策树组成的集成模型，通过投票来决定最终的分类结果B.随机森林在训练过程中对特征进行随机抽样，增加了模型的随机性和多样性C.随机森林对于处理高维度数据和缺失值具有较好的鲁棒性D.随机森林的训练速度比单个决策树慢，因为需要构建多个决策树3、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4、在一个回归问题中，如果数据存在非线性关系并且噪声较大，以下哪种模型可能更适合？（）A.多项式回归B.高斯过程回归C.岭回归D.Lasso回归5、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6、在机器学习中，监督学习是一种常见的学习方式。假设我们有一个数据集，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。如果我们想要使用监督学习算法来预测新房屋的价格，以下哪种算法可能是最合适的（）A.K-Means聚类算法B.决策树算法C.主成分分析（PCA）D.独立成分分析（ICA）7、在一个股票价格预测的场景中，需要根据历史的股票价格、成交量、公司财务指标等数据来预测未来的价格走势。数据具有非线性、非平稳和高噪声的特点。以下哪种方法可能是最合适的？（）A.传统的线性回归方法，简单直观，但无法处理非线性关系B.支持向量回归（SVR），对非线性数据有一定处理能力，但对高噪声数据可能效果不佳C.随机森林回归，能够处理非线性和高噪声数据，但解释性较差D.基于深度学习的循环神经网络（RNN）或长短时记忆网络（LSTM），对时间序列数据有较好的建模能力，但容易过拟合8、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9、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10、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）11、在处理文本分类任务时，除了传统的机器学习算法，深度学习模型也表现出色。假设我们要对新闻文章进行分类。以下关于文本分类模型的描述，哪一项是不正确的？（）A.循环神经网络（RNN）及其变体如长短期记忆网络（LSTM）和门控循环单元（GRU）能够处理文本的序列信息B.卷积神经网络（CNN）也可以应用于文本分类，通过卷积操作提取文本的局部特征C.Transformer架构在处理长文本时性能优于RNN和CNN，但其计算复杂度较高D.深度学习模型在文本分类任务中总是比传统机器学习算法（如朴素贝叶斯、支持向量机）效果好12、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13、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14、假设要对大量的文本数据进行主题建模，以发现潜在的主题和模式。以下哪种技术可能是最有效的？（）A.潜在狄利克雷分配（LDA），基于概率模型，能够发现文本中的潜在主题，但对短文本效果可能不好B.非负矩阵分解（NMF），将文本矩阵分解为低秩矩阵，但解释性相对较弱C.基于词向量的聚类方法，如K-Means聚类，但依赖于词向量的质量和表示D.层次聚类方法，能够展示主题的层次结构，但计算复杂度较高15、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16、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17、在进行自动特征工程时，以下关于自动特征工程方法的描述，哪一项是不准确的？（）A.基于深度学习的自动特征学习可以从原始数据中自动提取有意义的特征B.遗传算法可以用于搜索最优的特征组合C.自动特征工程可以完全替代人工特征工程，不需要人工干预D.自动特征工程需要大量的计算资源和时间，但可以提高特征工程的效率18、在机器学习中，模型的可解释性也是一个重要的问题。以下关于模型可解释性的说法中，错误的是：模型的可解释性是指能够理解模型的决策过程和预测结果的能力。可解释性对于一些关键领域如医疗、金融等非常重要。那么，下列关于模型可解释性的说法错误的是（）A.线性回归模型具有较好的可解释性，因为它的决策过程可以用公式表示B.决策树模型也具有一定的可解释性，因为可以通过树形结构直观地理解决策过程C.深度神经网络模型通常具有较低的可解释性，因为其决策过程非常复杂D.模型的可解释性和性能是相互矛盾的，提高可解释性必然会降低性能19、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20、某机器学习项目需要对图像中的物体进行实例分割，除了常见的深度学习模型，以下哪种技术可以提高分割的精度？（）A.多尺度训练B.数据增强C.模型融合D.以上技术都可以二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释随机森林算法的主要思想。2、（本题5分）简述在智能工业检测中，机器学习的作用。3、（本题5分）说明机器学习中模型的可解释性问题。三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）使用卷积神经网络（CNN）识别图像中的物体，评估模型的准确性。2、（本题5分）依据社会学调查数据分析社会现象和趋势。3、（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。4、（本题5分）使用决策树算法对用户的运动能力进行