河北大學(xué)《機器學(xué)習》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁河北大學(xué)《實用機器學(xué)習》

2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、假設(shè)我們正在訓(xùn)練一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，發(fā)現(xiàn)模型在訓(xùn)練集上表現(xiàn)很好，但在測試集上表現(xiàn)不佳。這可能是由于以下哪種原因（）A.訓(xùn)練數(shù)據(jù)量不足B.模型過于復(fù)雜，導(dǎo)致過擬合C.學(xué)習率設(shè)置過高D.以上原因都有可能2、假設(shè)要為一個智能推薦系統(tǒng)選擇算法，根據(jù)用戶的歷史行為、興趣偏好和社交關(guān)系為其推薦相關(guān)的產(chǎn)品或內(nèi)容。以下哪種算法或技術(shù)可能是最適合的？（）A.基于協(xié)同過濾的推薦算法，利用用戶之間的相似性或物品之間的相關(guān)性進行推薦，但存在冷啟動和數(shù)據(jù)稀疏問題B.基于內(nèi)容的推薦算法，根據(jù)物品的特征和用戶的偏好匹配推薦，但對新物品的推薦能力有限C.混合推薦算法，結(jié)合協(xié)同過濾和內(nèi)容推薦的優(yōu)點，并通過特征工程和模型融合提高推薦效果，但實現(xiàn)復(fù)雜D.基于強化學(xué)習的推薦算法，通過與用戶的交互不斷優(yōu)化推薦策略，但訓(xùn)練難度大且收斂慢3、在監(jiān)督學(xué)習中，常見的算法有線性回歸、邏輯回歸、支持向量機等。以下關(guān)于監(jiān)督學(xué)習算法的說法中，錯誤的是：線性回歸用于預(yù)測連續(xù)值，邏輯回歸用于分類任務(wù)。支持向量機通過尋找一個最優(yōu)的超平面來分類數(shù)據(jù)。那么，下列關(guān)于監(jiān)督學(xué)習算法的說法錯誤的是（）A.線性回歸的模型簡單，容易理解，但對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)集可能效果不佳B.邏輯回歸可以處理二分類和多分類問題，并且可以輸出概率值C.支持向量機在小樣本數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)出色，但對于大規(guī)模數(shù)據(jù)集計算成本較高D.監(jiān)督學(xué)習算法的性能只取決于模型的復(fù)雜度，與數(shù)據(jù)的特征選擇無關(guān)4、考慮一個圖像分割任務(wù)，即將圖像分割成不同的區(qū)域或?qū)ο?。以下哪種方法常用于圖像分割？（）A.閾值分割B.區(qū)域生長C.邊緣檢測D.以上都是5、當使用樸素貝葉斯算法進行分類時，假設(shè)特征之間相互獨立。但在實際數(shù)據(jù)中，如果特征之間存在一定的相關(guān)性，這會對算法的性能產(chǎn)生怎樣的影響（）A.提高分類準確性B.降低分類準確性C.對性能沒有影響D.可能提高也可能降低準確性，取決于數(shù)據(jù)6、考慮一個時間序列預(yù)測問題，數(shù)據(jù)具有明顯的季節(jié)性特征。以下哪種方法可以處理這種季節(jié)性？（）A.在模型中添加季節(jié)性項B.使用季節(jié)性差分C.采用季節(jié)性自回歸移動平均（SARIMA）模型D.以上都可以7、想象一個圖像識別的任務(wù)，需要對大量的圖片進行分類，例如區(qū)分貓和狗的圖片。為了達到較好的識別效果，同時考慮計算資源和訓(xùn)練時間的限制。以下哪種方法可能是最合適的？（）A.使用傳統(tǒng)的機器學(xué)習算法，如基于特征工程的支持向量機，需要手動設(shè)計特征，但計算量相對較小B.采用淺層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如只有一到兩個隱藏層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練速度較快，但可能無法捕捉復(fù)雜的圖像特征C.運用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如ResNet架構(gòu)，能夠自動學(xué)習特征，識別效果好，但計算資源需求大，訓(xùn)練時間長D.利用遷移學(xué)習，將在大規(guī)模圖像數(shù)據(jù)集上預(yù)訓(xùn)練好的模型，如Inception模型，微調(diào)應(yīng)用到當前任務(wù)，節(jié)省訓(xùn)練時間和計算資源8、在分類問題中，如果正負樣本比例嚴重失衡，以下哪種評價指標更合適？（）A.準確率B.召回率C.F1值D.均方誤差9、某機器學(xué)習項目旨在識別手寫數(shù)字圖像。數(shù)據(jù)集包含了各種不同風格和質(zhì)量的手寫數(shù)字。為了提高模型的魯棒性和泛化能力，以下哪種數(shù)據(jù)增強技術(shù)可以考慮使用？（）A.隨機裁剪B.隨機旋轉(zhuǎn)C.隨機添加噪聲D.以上技術(shù)都可以10、在進行遷移學(xué)習時，以下關(guān)于遷移學(xué)習的應(yīng)用場景和優(yōu)勢，哪一項是不準確的？（）A.當目標任務(wù)的數(shù)據(jù)量較少時，可以利用在大規(guī)模數(shù)據(jù)集上預(yù)訓(xùn)練的模型進行遷移學(xué)習B.可以將在一個領(lǐng)域?qū)W習到的模型參數(shù)直接應(yīng)用到另一個不同但相關(guān)的領(lǐng)域中C.遷移學(xué)習能夠加快模型的訓(xùn)練速度，提高模型在新任務(wù)上的性能D.遷移學(xué)習只適用于深度學(xué)習模型，對于傳統(tǒng)機器學(xué)習模型不適用11、在處理自然語言處理任務(wù)時，詞嵌入（WordEmbedding）是一種常用的技術(shù)。假設(shè)我們要對一段文本進行情感分析。以下關(guān)于詞嵌入的描述，哪一項是錯誤的？（）A.詞嵌入將單詞表示為低維實數(shù)向量，捕捉單詞之間的語義關(guān)系B.Word2Vec和GloVe是常見的詞嵌入模型，可以學(xué)習到單詞的分布式表示C.詞嵌入向量的維度通常是固定的，且不同單詞的向量維度必須相同D.詞嵌入可以直接用于文本分類任務(wù)，無需進行進一步的特征工程12、在一個圖像生成的任務(wù)中，需要根據(jù)給定的描述或條件生成逼真的圖像。考慮到生成圖像的質(zhì)量、多樣性和創(chuàng)新性。以下哪種生成模型可能是最有潛力的？（）A.生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN），通過對抗訓(xùn)練生成逼真的圖像，但可能存在模式崩潰和訓(xùn)練不穩(wěn)定的問題B.變分自編碼器（VAE），能夠?qū)W習數(shù)據(jù)的潛在分布并生成新樣本，但生成的圖像可能較模糊C.自回歸模型，如PixelCNN，逐像素生成圖像，保證了局部一致性，但生成速度較慢D.擴散模型，通過逐步去噪生成圖像，具有較高的質(zhì)量和多樣性，但計算成本較高13、在機器學(xué)習中，強化學(xué)習是一種通過與環(huán)境交互來學(xué)習最優(yōu)策略的方法。假設(shè)一個機器人要通過強化學(xué)習來學(xué)習如何在復(fù)雜的環(huán)境中行走。以下關(guān)于強化學(xué)習的描述，哪一項是不正確的？（）A.強化學(xué)習中的智能體根據(jù)環(huán)境的反饋（獎勵或懲罰）來調(diào)整自己的行為策略B.Q-learning是一種基于值函數(shù)的強化學(xué)習算法，通過估計狀態(tài)-動作值來選擇最優(yōu)動作C.策略梯度算法直接優(yōu)化策略函數(shù)，通過計算策略的梯度來更新策略參數(shù)D.強化學(xué)習不需要對環(huán)境進行建模，只需要不斷嘗試不同的動作就能找到最優(yōu)策略14、假設(shè)要對一個時間序列數(shù)據(jù)進行預(yù)測，例如股票價格的走勢。數(shù)據(jù)具有明顯的趨勢和季節(jié)性特征。以下哪種時間序列預(yù)測方法可能較為合適？（）A.移動平均法B.指數(shù)平滑法C.ARIMA模型D.以上方法都可能適用，取決于具體數(shù)據(jù)特點15、假設(shè)正在研究一個文本生成任務(wù)，例如生成新聞文章。以下哪種深度學(xué)習模型架構(gòu)在自然語言生成中表現(xiàn)出色？（）A.循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）B.長短時記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）C.門控循環(huán)單元（GRU）D.以上模型都常用于文本生成16、在機器學(xué)習中，監(jiān)督學(xué)習是一種常見的學(xué)習方式。假設(shè)我們有一個數(shù)據(jù)集，包含了房屋的面積、房間數(shù)量、地理位置等特征，以及對應(yīng)的房價。如果我們想要使用監(jiān)督學(xué)習算法來預(yù)測新房屋的價格，以下哪種算法可能是最合適的（）A.K-Means聚類算法B.決策樹算法C.主成分分析（PCA）D.獨立成分分析（ICA）17、某機器學(xué)習模型在訓(xùn)練過程中，損失函數(shù)的值一直沒有明顯下降。以下哪種可能是導(dǎo)致這種情況的原因？（）A.學(xué)習率過高B.模型過于復(fù)雜C.數(shù)據(jù)預(yù)處理不當D.以上原因都有可能18、在一個分類問題中，如果數(shù)據(jù)分布不均衡，以下哪種方法可以用于處理這種情況？（）A.過采樣B.欠采樣C.生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）生成新樣本D.以上方法都可以19、在進行深度學(xué)習模型的訓(xùn)練時，優(yōu)化算法對模型的收斂速度和性能有重要影響。假設(shè)我們正在訓(xùn)練一個多層感知機（MLP）模型。以下關(guān)于優(yōu)化算法的描述，哪一項是不正確的？（）A.隨機梯度下降（SGD）算法是一種常用的優(yōu)化算法，通過不斷調(diào)整模型參數(shù)來最小化損失函數(shù)B.動量（Momentum）方法可以加速SGD的收斂，減少震蕩C.Adagrad算法根據(jù)每個參數(shù)的歷史梯度自適應(yīng)地調(diào)整學(xué)習率，對稀疏特征效果較好D.所有的優(yōu)化算法在任何情況下都能使模型快速收斂到最優(yōu)解，不需要根據(jù)模型和數(shù)據(jù)特點進行選擇20、假設(shè)正在研究一個語音合成任務(wù)，需要生成自然流暢的語音。以下哪種技術(shù)在語音合成中起到關(guān)鍵作用？（）A.聲碼器B.文本到語音轉(zhuǎn)換模型C.語音韻律模型D.以上技術(shù)都很重要21、在強化學(xué)習中，智能體通過與環(huán)境交互來學(xué)習最優(yōu)策略。如果智能體在某個狀態(tài)下采取的行動總是導(dǎo)致低獎勵，它應(yīng)該（）A.繼續(xù)采取相同的行動，希望情況會改善B.隨機選擇其他行動C.根據(jù)策略網(wǎng)絡(luò)的輸出選擇行動D.調(diào)整策略以避免采取該行動22、在機器學(xué)習中，模型的可解釋性是一個重要的方面。以下哪種模型通常具有較好的可解釋性？（）A.決策樹B.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)C.隨機森林D.支持向量機23、某研究需要對一個大型數(shù)據(jù)集進行降維，同時希望保留數(shù)據(jù)的主要特征。以下哪種降維方法在這種情況下可能較為合適？（）A.主成分分析（PCA）B.線性判別分析（LDA）C.t-分布隨機鄰域嵌入（t-SNE）D.自編碼器24、在一個圖像識別任務(wù)中，數(shù)據(jù)存在類別不平衡的問題，即某些類別的樣本數(shù)量遠遠少于其他類別。以下哪種處理方法可能是有效的？（）A.過采樣少數(shù)類樣本，增加其數(shù)量，但可能導(dǎo)致過擬合B.欠采樣多數(shù)類樣本，減少其數(shù)量，但可能丟失重要信息C.生成合成樣本，如使用SMOTE算法，但合成樣本的質(zhì)量難以保證D.以上方法結(jié)合使用，并結(jié)合模型調(diào)整進行優(yōu)化25、假設(shè)正在構(gòu)建一個語音識別系統(tǒng)，需要對輸入的語音信號進行預(yù)處理和特征提取。語音信號具有時變、非平穩(wěn)等特點，在預(yù)處理階段，以下哪種操作通常不是必需的？（）A.去除背景噪聲B.對語音信號進行分幀和加窗C.將語音信號轉(zhuǎn)換為頻域表示D.對語音信號進行壓縮編碼，減少數(shù)據(jù)量二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是主動學(xué)習？它的適用場景是什么？2、（本題5分）解釋機器學(xué)習在能源管理中的優(yōu)化策略。3、（本題5分）解釋如何將二分類模型擴展到多分類問題。4、（本題5分）機器學(xué)習在細菌學(xué)中的研究成果有哪些？三、應(yīng)用題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）使用決策樹算法對疾病進行診斷。2、（本題5分）通過生態(tài)遺傳學(xué)數(shù)據(jù)研究生物與環(huán)境的相互作用。3、（本題5分）通過護理學(xué)數(shù)據(jù)監(jiān)測患者健康狀況和提供護理建議。4、（本題5分）利用KNN算法對水質(zhì)的污染程度進行分類。5、（本題5分）通過建筑設(shè)計數(shù)據(jù)生成創(chuàng)新的建筑設(shè)計方案。四、論述題（本大題共3個