郑州医药健康职业学院《机器学习及其应用实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《机器学习及其应用实验》2023-2024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、考虑一个推荐系统，需要根据用户的历史行为和兴趣为其推荐相关的商品或内容。在构建推荐模型时，可以使用基于内容的推荐、协同过滤推荐或混合推荐等方法。如果用户的历史行为数据较为稀疏，以下哪种推荐方法可能更合适？（）A.基于内容的推荐，利用商品的属性和用户的偏好进行推荐B.协同过滤推荐，基于用户之间的相似性进行推荐C.混合推荐，结合多种推荐方法的优点D.以上方法都不合适，无法进行有效推荐2、在使用梯度下降算法优化模型参数时，如果学习率设置过大，可能会导致以下哪种情况（）A.收敛速度加快B.陷入局部最优解C.模型无法收敛D.以上情况都不会发生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、在机器学习中，对于一个分类问题，我们需要选择合适的算法来提高预测准确性。假设数据集具有高维度、大量特征且存在非线性关系，同时样本数量相对较少。在这种情况下，以下哪种算法可能是一个较好的选择？（）A.逻辑回归B.决策树C.支持向量机D.朴素贝叶斯5、无监督学习算法主要包括聚类和降维等方法。以下关于无监督学习算法的说法中，错误的是：聚类算法将数据分成不同的组，而降维算法则将高维数据映射到低维空间。那么，下列关于无监督学习算法的说法错误的是（）A.K均值聚类算法需要预先指定聚类的个数K，并且对初始值比较敏感B.层次聚类算法可以生成树形结构的聚类结果，便于直观理解C.主成分分析是一种常用的降维算法，可以保留数据的主要特征D.无监督学习算法不需要任何先验知识，完全由数据本身驱动6、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7、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）8、想象一个语音识别的系统开发，需要将输入的语音转换为文字。语音数据具有连续性、变异性和噪声等特点。以下哪种模型架构和训练方法可能是最有效的？（）A.隐马尔可夫模型（HMM）结合高斯混合模型（GMM），传统方法，对短语音处理较好，但对复杂语音的适应性有限B.深度神经网络-隐马尔可夫模型（DNN-HMM），结合了DNN的特征学习能力和HMM的时序建模能力，但训练难度较大C.端到端的卷积神经网络（CNN）语音识别模型，直接从语音到文字，减少中间步骤，但对长语音的处理可能不够灵活D.基于Transformer架构的语音识别模型，利用自注意力机制捕捉长距离依赖，性能优秀，但计算资源需求大9、某研究团队正在开发一个用于预测股票价格的机器学习模型，需要考虑市场的动态性和不确定性。以下哪种模型可能更适合处理这种复杂的时间序列数据？（）A.长短时记忆网络（LSTM）结合注意力机制B.门控循环单元（GRU）与卷积神经网络（CNN）的组合C.随机森林与自回归移动平均模型（ARMA）的融合D.以上模型都有可能10、机器学习是一门涉及统计学、计算机科学和人工智能的交叉学科。它的目标是让计算机从数据中自动学习规律和模式，从而能够进行预测、分类、聚类等任务。以下关于机器学习的说法中，错误的是：机器学习算法可以分为监督学习、无监督学习和强化学习三大类。监督学习需要有标注的训练数据，无监督学习则不需要标注数据。那么，下列关于机器学习的说法错误的是（）A.决策树是一种监督学习算法，可以用于分类和回归任务B.K均值聚类是一种无监督学习算法，用于将数据分成K个聚类C.强化学习通过与环境的交互来学习最优策略，适用于机器人控制等领域D.机器学习算法的性能只取决于算法本身，与数据的质量和数量无关11、在一个气候预测的研究中，需要根据历史的气象数据，包括温度、湿度、气压等，来预测未来一段时间的天气状况。数据具有季节性、周期性和长期趋势等特征。以下哪种预测方法可能是最有效的？（）A.简单的线性时间序列模型，如自回归移动平均（ARMA）模型，适用于平稳数据，但对复杂模式的捕捉能力有限B.季节性自回归整合移动平均（SARIMA）模型，考虑了季节性因素，但对于非线性和突变的情况处理能力不足C.基于深度学习的长短期记忆网络（LSTM）与门控循环单元（GRU），能够处理长序列和复杂的非线性关系，但需要大量数据和计算资源D.结合多种传统时间序列模型和机器学习算法的集成方法，综合各自的优势，但模型复杂度和调参难度较高12、在进行模型评估时，除了准确率、召回率等指标，还可以使用混淆矩阵来更全面地了解模型的性能。假设我们有一个二分类模型的混淆矩阵。以下关于混淆矩阵的描述，哪一项是不准确的？（）A.混淆矩阵的行表示真实类别，列表示预测类别B.真阳性（TruePositive，TP）表示实际为正例且被预测为正例的样本数量C.假阴性（FalseNegative，FN）表示实际为正例但被预测为负例的样本数量D.混淆矩阵只能用于二分类问题，不能用于多分类问题13、假设正在研究一个医疗图像诊断问题，需要对肿瘤进行分类。由于医疗数据的获取较为困难，数据集规模较小。在这种情况下，以下哪种技术可能有助于提高模型的性能？（）A.使用大规模的预训练模型，并在小数据集上进行微调B.增加模型的层数和参数数量，提高模型的复杂度C.减少特征数量，简化模型结构D.不进行任何特殊处理，直接使用传统机器学习算法14、假设我们要使用机器学习算法来预测股票价格的走势。以下哪种数据特征可能对预测结果帮助较小（）A.公司的财务报表数据B.社交媒体上关于该股票的讨论热度C.股票代码D.宏观经济指标15、某研究需要对一个大型数据集进行降维，同时希望保留数据的主要特征。以下哪种降维方法在这种情况下可能较为合适？（）A.主成分分析（PCA）B.线性判别分析（LDA）C.t-分布随机邻域嵌入（t-SNE）D.自编码器16、在一个异常检测任务中，如果异常样本的特征与正常样本有很大的不同，以下哪种方法可能效果较好？（）A.基于距离的方法，如K近邻B.基于密度的方法，如DBSCANC.基于聚类的方法，如K-MeansD.以上都不行17、在评估机器学习模型的性能时，通常会使用多种指标。假设我们有一个二分类模型，用于预测患者是否患有某种疾病。以下关于模型评估指标的描述，哪一项是不正确的？（）A.准确率是正确分类的样本数占总样本数的比例，但在类别不平衡的情况下可能不准确B.召回率是被正确预测为正例的样本数占实际正例样本数的比例C.F1分数是准确率和召回率的调和平均值，综合考虑了模型的准确性和全面性D.均方误差（MSE）常用于二分类问题的模型评估，值越小表示模型性能越好18、假设要对一个时间序列数据进行预测，例如股票价格的走势。数据具有明显的趋势和季节性特征。以下哪种时间序列预测方法可能较为合适？（）A.移动平均法B.指数平滑法C.ARIMA模型D.以上方法都可能适用，取决于具体数据特点19、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20、在进行强化学习中的策略优化时，以下关于策略优化方法的描述，哪一项是不正确的？（）A.策略梯度方法通过直接计算策略的梯度来更新策略参数B.信赖域策略优化（TrustRegionPolicyOptimization，TRPO）通过限制策略更新的幅度来保证策略的改进C.近端策略优化（ProximalPolicyOptimization，PPO）是一种基于策略梯度的改进算法，具有更好的稳定性和收敛性D.所有的策略优化方法在任何强化学习任务中都能取得相同的效果，不需要根据任务特点进行选择二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述机器学习中的自动机器学习（AutoML）。2、（本题5分）简述线性回归模型的基本原理。3、（本题5分）解释机器学习中随机森林的构建过程。4、（本题5分）机器学习在疼痛医学中的研究进展如何？5、（本题5分）简述机器学习在寄生虫学中的虫种鉴定。三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）运用K-Means聚类对市场细分进行分析。2、（本题5分）通过智慧城市数据改善城市公共服务，提升居民生活质量。3、（本题5分）使用朴素贝叶斯算法对用户的搜索意图进行分类。4、（本题5分）基于RNN对文本的语言风格进行分类。5、（本题5分）使用