北京师范大学《机器学习与深度学习》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页北京师范大学

《机器学习与深度学习》2023-2024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1分，共15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、过拟合是机器学习中常见的问题之一。以下关于过拟合的说法中，错误的是：过拟合是指模型在训练数据上表现很好，但在测试数据上表现不佳。过拟合的原因可能是模型过于复杂或者训练数据不足。那么，下列关于过拟合的说法错误的是（）A.增加训练数据可以缓解过拟合问题B.正则化是一种常用的防止过拟合的方法C.过拟合只在深度学习中出现，传统的机器学习算法不会出现过拟合问题D.可以通过交叉验证等方法来检测过拟合2、在机器学习中，模型的选择和超参数的调整是非常重要的环节。通常可以使用交叉验证技术来评估不同模型和超参数组合的性能。假设有一个分类模型，我们想要确定最优的正则化参数C。如果采用K折交叉验证，以下关于K的选择，哪一项是不太合理的？（）A.K=5，平衡计算成本和评估准确性B.K=2，快速得到初步的评估结果C.K=10，提供更可靠的评估D.K=n（n为样本数量），确保每个样本都用于验证一次3、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4、某公司希望通过机器学习来预测产品的需求，以便更有效地进行生产计划和库存管理。数据集涵盖了历史销售数据、市场趋势、季节因素和经济指标等多方面信息。在这种复杂的多因素预测任务中，以下哪种模型可能表现出色？（）A.线性回归B.多层感知机（MLP）C.循环神经网络（RNN）D.随机森林5、在一个图像识别任务中，数据存在类别不平衡的问题，即某些类别的样本数量远远少于其他类别。以下哪种处理方法可能是有效的？（）A.过采样少数类样本，增加其数量，但可能导致过拟合B.欠采样多数类样本，减少其数量，但可能丢失重要信息C.生成合成样本，如使用SMOTE算法，但合成样本的质量难以保证D.以上方法结合使用，并结合模型调整进行优化6、在一个图像生成任务中，例如生成逼真的人脸图像，生成对抗网络（GAN）是一种常用的方法。GAN由生成器和判别器组成，它们在训练过程中相互对抗。以下关于GAN训练过程的描述，哪一项是不正确的？（）A.生成器的目标是生成尽可能逼真的图像，以欺骗判别器B.判别器的目标是准确区分真实图像和生成器生成的图像C.训练初期，生成器和判别器的性能都比较差，生成的图像质量较低D.随着训练的进行，判别器的性能逐渐下降，而生成器的性能不断提升7、在机器学习中，数据预处理是非常重要的环节。以下关于数据预处理的说法中，错误的是：数据预处理包括数据清洗、数据归一化、数据标准化等步骤。目的是提高数据的质量和可用性。那么，下列关于数据预处理的说法错误的是（）A.数据清洗可以去除数据中的噪声和异常值B.数据归一化将数据映射到[0,1]区间，便于不同特征之间的比较C.数据标准化将数据的均值和标准差调整为特定的值D.数据预处理对模型的性能影响不大，可以忽略8、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9、某机器学习项目需要对文本进行主题建模，以发现文本中的潜在主题。以下哪种方法常用于文本主题建模？（）A.潜在狄利克雷分配（LDA）B.非负矩阵分解（NMF）C.概率潜在语义分析（PLSA）D.以上方法都常用10、在构建一个机器学习模型时，如果数据中存在噪声，以下哪种方法可以帮助减少噪声的影响（）A.增加正则化项B.减少训练轮数C.增加模型的复杂度D.以上方法都不行11、在进行图像识别任务时，需要对大量的图像数据进行特征提取。假设我们有一组包含各种动物的图像，要区分猫和狗。如果采用传统的手工设计特征方法，可能会面临诸多挑战，例如特征的选择和设计需要丰富的专业知识和经验。而使用深度学习中的卷积神经网络（CNN），能够自动从数据中学习特征。那么，以下关于CNN在图像特征提取方面的描述，哪一项是正确的？（）A.CNN只能提取图像的低级特征，如边缘和颜色B.CNN能够同时提取图像的低级和高级语义特征，具有强大的表达能力C.CNN提取的特征与图像的内容无关，主要取决于网络结构D.CNN提取的特征是固定的，无法根据不同的图像数据集进行调整12、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13、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14、假设正在研究一个文本生成任务，例如生成新闻文章。以下哪种深度学习模型架构在自然语言生成中表现出色？（）A.循环神经网络（RNN）B.长短时记忆网络（LSTM）C.门控循环单元（GRU）D.以上模型都常用于文本生成15、在一个金融风险预测的项目中，需要根据客户的信用记录、收入水平、负债情况等多种因素来预测其违约的可能性。同时，要求模型能够适应不断变化的市场环境和新的数据特征。以下哪种模型架构和训练策略可能是最恰当的？（）A.构建一个线性回归模型，简单直观，易于解释和更新，但可能无法处理复杂的非线性关系B.选择逻辑回归模型，结合正则化技术防止过拟合，能够处理二分类问题，但对于多因素的复杂关系表达能力有限C.建立多层感知机神经网络，通过调整隐藏层的数量和节点数来捕捉复杂关系，但训练难度较大，容易过拟合D.采用基于随机森林的集成学习方法，结合特征选择和超参数调优，能够处理多因素和非线性关系，且具有较好的稳定性和泛化能力二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）什么是自编码器的重构误差？如何利用它进行异常检测？2、（本题5分）机器学习在自然语言处理中的任务有哪些？3、（本题5分）简述机器学习中的特征重要性评估方法。4、（本题5分）简述机器学习中的深度学习模型。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析机器学习中的朴素贝叶斯分类器在垃圾邮件过滤中的应用。讨论其性能和局限性，以及改进方法。2、（本题5分）分析机器学习中的优化算法。如梯度下降法等，讨论其原理及在模型训练中的作用。3、（本题5分）探讨深度学习中的Transformer架构在问答系统中的应用。分析其优势及面临的挑战。4、（本题5分）分析机器学习在金融市场预测中的应用。举例说明机器学习在股票价格预测、汇率预测、商品期货预测等方面的应用，并探讨其对金融市场预测的影响及未来发展趋势。5、（本题5分）阐述机器学习中的强化学习在游戏中的应用。分析游戏策略学习、智能对手