中国科学院大学《时空数据分析与建模》2021-2022学年第一学期期末试卷

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2021-2022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15个小题，每小题2分，共30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、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2、机器学习中，批量归一化（BatchNormalization）通常应用于（）A.输入层B.隐藏层C.输出层D.以上都可以3、在一个多标签分类问题中，每个样本可能同时属于多个类别。例如，一篇文章可能同时涉及科技、娱乐和体育等多个主题。以下哪种方法可以有效地处理多标签分类任务？（）A.将多标签问题转化为多个二分类问题，分别进行预测B.使用一个单一的分类器，输出多个概率值表示属于各个类别的可能性C.对每个标签分别训练一个独立的分类器D.以上方法都不可行，多标签分类问题无法通过机器学习解决4、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5、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6、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7、假设要为一个智能推荐系统选择算法，根据用户的历史行为、兴趣偏好和社交关系为其推荐相关的产品或内容。以下哪种算法或技术可能是最适合的？（）A.基于协同过滤的推荐算法，利用用户之间的相似性或物品之间的相关性进行推荐，但存在冷启动和数据稀疏问题B.基于内容的推荐算法，根据物品的特征和用户的偏好匹配推荐，但对新物品的推荐能力有限C.混合推荐算法，结合协同过滤和内容推荐的优点，并通过特征工程和模型融合提高推荐效果，但实现复杂D.基于强化学习的推荐算法，通过与用户的交互不断优化推荐策略，但训练难度大且收敛慢8、假设正在训练一个深度学习模型，但是训练过程中出现了梯度消失或梯度爆炸的问题。以下哪种方法可以缓解这个问题？（）A.使用正则化B.调整学习率C.使用残差连接D.减少层数9、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）10、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11、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12、在一个分类问题中，如果类别之间的边界不清晰，以下哪种算法可能能够更好地处理这种情况？（）A.支持向量机B.决策树C.朴素贝叶斯D.随机森林13、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14、假设正在进行一项关于客户购买行为预测的研究。我们拥有大量的客户数据，包括个人信息、购买历史和浏览记录等。为了从这些数据中提取有价值的特征，以下哪种方法通常被广泛应用？（）A.主成分分析（PCA）B.线性判别分析（LDA）C.因子分析D.独立成分分析（ICA）15、在进行深度学习模型的训练时，优化算法对模型的收敛速度和性能有重要影响。假设我们正在训练一个多层感知机（MLP）模型。以下关于优化算法的描述，哪一项是不正确的？（）A.随机梯度下降（SGD）算法是一种常用的优化算法，通过不断调整模型参数来最小化损失函数B.动量（Momentum）方法可以加速SGD的收敛，减少震荡C.Adagrad算法根据每个参数的历史梯度自适应地调整学习率，对稀疏特征效果较好D.所有的优化算法在任何情况下都能使模型快速收敛到最优解，不需要根据模型和数据特点进行选择二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）机器学习中梯度提升树（GBDT）的特点是什么？2、（本题5分）什么是决策树？它的优点和缺点有哪些？3、（本题5分）解释Q-learning算法的基本概念。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述机器学习中的模型选择准则。分析准确率、召回率、F1值等指标在模型选择中的作用和局限性。2、（本题5分）论述深度学习中的注意力机制在图像识别中的作用。分析其原理及对模型性能的提升。3、（本题5分）分析机器学习中的聚类算法。包括K-Means等，讨论其原理及在数据挖掘中的作用。4、（本题5分）探讨在医疗领域中，机器学习在疾病预测、诊断和治疗方案推荐方面的应用。分析医疗数据的特点和机器学习应用的挑战。5、（本题5分）结合实际案例，论述机器学习在物流成本控制中的应用