北京北大方正軟件職業(yè)技術學院《機器學習與深度學習實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《機器學習與深度學習實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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、在一個情感分析任務中，需要同時考慮文本的語義和語法信息。以下哪種模型結構可能是最有幫助的？（）A.卷積神經網絡（CNN），能夠提取局部特征，但對序列信息處理較弱B.循環(huán)神經網絡（RNN），擅長處理序列數(shù)據(jù)，但長期依賴問題較嚴重C.長短時記憶網絡（LSTM），改進了RNN的長期記憶能力，但計算復雜度較高D.結合CNN和LSTM的混合模型，充分利用兩者的優(yōu)勢2、在進行數(shù)據(jù)預處理時，異常值的處理是一個重要環(huán)節(jié)。假設我們有一個包含員工工資數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集。以下關于異常值處理的方法，哪一項是不正確的？（）A.可以通過可視化數(shù)據(jù)分布，直觀地發(fā)現(xiàn)異常值B.基于統(tǒng)計學方法，如三倍標準差原則，可以識別出可能的異常值C.直接刪除所有的異常值，以保證數(shù)據(jù)的純凈性D.對異常值進行修正或替換，使其更符合數(shù)據(jù)的整體分布3、考慮在一個圖像識別任務中，需要對不同的物體進行分類，例如貓、狗、汽車等。為了提高模型的準確性和泛化能力，以下哪種數(shù)據(jù)增強技術可能是有效的（）A.隨機旋轉圖像B.增加圖像的亮度C.對圖像進行模糊處理D.減小圖像的分辨率4、在評估機器學習模型的性能時，通常會使用多種指標。假設我們有一個二分類模型，用于預測患者是否患有某種疾病。以下關于模型評估指標的描述，哪一項是不正確的？（）A.準確率是正確分類的樣本數(shù)占總樣本數(shù)的比例，但在類別不平衡的情況下可能不準確B.召回率是被正確預測為正例的樣本數(shù)占實際正例樣本數(shù)的比例C.F1分數(shù)是準確率和召回率的調和平均值，綜合考慮了模型的準確性和全面性D.均方誤差（MSE）常用于二分類問題的模型評估，值越小表示模型性能越好5、在集成學習中，Adaboost算法通過調整樣本的權重來訓練多個弱分類器。如果一個樣本在之前的分類器中被錯誤分類，它的權重會（）A.保持不變B.減小C.增大D.隨機變化6、在一個異常檢測問題中，例如檢測網絡中的異常流量，數(shù)據(jù)通常呈現(xiàn)出正常樣本遠遠多于異常樣本的情況。如果使用傳統(tǒng)的監(jiān)督學習算法，可能會因為數(shù)據(jù)不平衡而導致模型對異常樣本的檢測能力不足。以下哪種方法更適合解決這類異常檢測問題？（）A.構建一個二分類模型，將數(shù)據(jù)分為正常和異常兩類B.使用無監(jiān)督學習算法，如基于密度的聚類算法，識別異常點C.對數(shù)據(jù)進行平衡處理，如復制異常樣本，使正常和異常樣本數(shù)量相等D.以上方法都不適合，異常檢測問題無法通過機器學習解決7、在構建機器學習模型時，選擇合適的正則化方法可以防止過擬合。假設我們正在訓練一個邏輯回歸模型。以下關于正則化的描述，哪一項是錯誤的？（）A.L1正則化會使部分模型參數(shù)變?yōu)?，從而實現(xiàn)特征選擇B.L2正則化通過對模型參數(shù)的平方和進行懲罰，使參數(shù)值變小C.正則化參數(shù)越大，對模型的約束越強，可能導致模型欠擬合D.同時使用L1和L2正則化（ElasticNet）總是比單獨使用L1或L2正則化效果好8、機器學習中，批量歸一化（BatchNormalization）通常應用于（）A.輸入層B.隱藏層C.輸出層D.以上都可以9、在一個醫(yī)療診斷項目中，我們希望利用機器學習算法來預測患者是否患有某種疾病。收集到的數(shù)據(jù)集包含患者的各種生理指標、病史等信息。在選擇合適的機器學習算法時，需要考慮多個因素，如數(shù)據(jù)的規(guī)模、特征的數(shù)量、數(shù)據(jù)的平衡性等。如果數(shù)據(jù)量較大，特征維度較高，且存在一定的噪聲，以下哪種算法可能是最優(yōu)選擇？（）A.邏輯回歸算法，簡單且易于解釋B.決策樹算法，能夠處理非線性關系C.支持向量機算法，在小樣本數(shù)據(jù)上表現(xiàn)出色D.隨機森林算法，對噪聲和異常值具有較好的容忍性10、在一個回歸問題中，如果需要考慮多個輸出變量之間的相關性，以下哪種模型可能更適合？（）A.多元線性回歸B.向量自回歸（VAR）C.多任務學習模型D.以上模型都可以11、考慮一個回歸問題，我們要預測房價。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的房價。在選擇評估指標來衡量模型的性能時，需要綜合考慮模型的準確性和誤差的性質。以下哪個評估指標不僅考慮了預測值與真實值的偏差，還考慮了偏差的平方？（）A.平均絕對誤差（MAE）B.均方誤差（MSE）C.決定系數(shù)（R2）D.準確率（Accuracy）12、假設正在研究一個自然語言處理任務，需要對句子進行語義理解。以下哪種深度學習模型在捕捉句子的長期依賴關系方面表現(xiàn)較好？（）A.雙向長短時記憶網絡（BiLSTM）B.卷積神經網絡（CNN）C.圖卷積神經網絡（GCN）D.以上模型都有其特點13、在一個多標簽分類問題中，每個樣本可能同時屬于多個類別。例如，一篇文章可能同時涉及科技、娛樂和體育等多個主題。以下哪種方法可以有效地處理多標簽分類任務？（）A.將多標簽問題轉化為多個二分類問題，分別進行預測B.使用一個單一的分類器，輸出多個概率值表示屬于各個類別的可能性C.對每個標簽分別訓練一個獨立的分類器D.以上方法都不可行，多標簽分類問題無法通過機器學習解決14、在深度學習中，卷積神經網絡（CNN）被廣泛應用于圖像識別等領域。假設我們正在設計一個CNN模型，對于圖像分類任務，以下哪個因素對模型性能的影響較大（）A.卷積核的大小B.池化層的窗口大小C.全連接層的神經元數(shù)量D.以上因素影響都不大15、在進行自動特征工程時，以下關于自動特征工程方法的描述，哪一項是不準確的？（）A.基于深度學習的自動特征學習可以從原始數(shù)據(jù)中自動提取有意義的特征B.遺傳算法可以用于搜索最優(yōu)的特征組合C.自動特征工程可以完全替代人工特征工程，不需要人工干預D.自動特征工程需要大量的計算資源和時間，但可以提高特征工程的效率16、在一個工業(yè)生產的質量控制場景中，需要通過機器學習來實時監(jiān)測產品的質量參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)異常。數(shù)據(jù)具有高維度、動態(tài)變化和噪聲等特點。以下哪種監(jiān)測和分析方法可能是最合適的？（）A.基于主成分分析（PCA）的降維方法，找出主要的影響因素，但對異常的敏感度可能較低B.采用孤立森林算法，專門用于檢測異常數(shù)據(jù)點，但對于高維數(shù)據(jù)效果可能不穩(wěn)定C.運用自組織映射（SOM）網絡，能夠對數(shù)據(jù)進行聚類和可視化，但實時性可能不足D.利用基于深度學習的自動編碼器（Autoencoder），學習正常數(shù)據(jù)的模式，對異常數(shù)據(jù)有較好的檢測能力，但訓練和計算成本較高17、某研究團隊正在開發(fā)一個用于醫(yī)療圖像診斷的機器學習模型，需要提高模型對小病變的檢測能力。以下哪種方法可以嘗試？（）A.增加數(shù)據(jù)增強的強度B.使用更復雜的模型架構C.引入注意力機制D.以上方法都可以18、在進行模型壓縮時，以下關于模型壓縮方法的描述，哪一項是不準確的？（）A.剪枝是指刪除模型中不重要的權重或神經元，減少模型的參數(shù)量B.量化是將模型的權重進行低精度表示，如從32位浮點數(shù)轉換為8位整數(shù)C.知識蒸餾是將復雜模型的知識轉移到一個較小的模型中，實現(xiàn)模型壓縮D.模型壓縮會導致模型性能嚴重下降，因此在實際應用中應盡量避免使用19、當使用樸素貝葉斯算法進行分類時，假設特征之間相互獨立。但在實際數(shù)據(jù)中，如果特征之間存在一定的相關性，這會對算法的性能產生怎樣的影響（）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)20、想象一個語音識別的系統(tǒng)開發(fā)，需要將輸入的語音轉換為文字。語音數(shù)據(jù)具有連續(xù)性、變異性和噪聲等特點。以下哪種模型架構和訓練方法可能是最有效的？（）A.隱馬爾可夫模型（HMM）結合高斯混合模型（GMM），傳統(tǒng)方法，對短語音處理較好，但對復雜語音的適應性有限B.深度神經網絡-隱馬爾可夫模型（DNN-HMM），結合了DNN的特征學習能力和HMM的時序建模能力，但訓練難度較大C.端到端的卷積神經網絡（CNN）語音識別模型，直接從語音到文字，減少中間步驟，但對長語音的處理可能不夠靈活D.基于Transformer架構的語音識別模型，利用自注意力機制捕捉長距離依賴，性能優(yōu)秀，但計算資源需求大二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明機器學習在病理學中的樣本分析。2、（本題5分）機器學習在農業(yè)中的應用有哪些方面？3、（本題5分）簡述深度信念網絡（DBN）的組成和訓練過程。三、應用題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）借助代謝網絡數(shù)據(jù)研究代謝途徑的調控和優(yōu)化。2、（本題5分）通過主成分分析降低圖像數(shù)據(jù)的維度，以加快處理速度。3、（本題5分）使用樸素貝葉斯算法對新聞文章進行分類，如體育、娛樂等。4、（本題5分）利用AdaBoost算法對信用卡欺詐數(shù)據(jù)進行檢測，計算誤報率