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《機器學習及其應用》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、假設正在開發一個用于推薦系統的深度學習模型，需要考慮用戶的短期興趣和長期興趣。以下哪種模型結構可以同時捕捉這兩種興趣？（）A.注意力機制與循環神經網絡的結合B.多層感知機與卷積神經網絡的組合C.生成對抗網絡與自編碼器的融合D.以上模型都有可能2、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。但在實際數據中，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，取決于數據3、在一個分類問題中，如果需要對新出現的類別進行快速適應和學習，以下哪種模型具有較好的靈活性？（）A.在線學習模型B.增量學習模型C.遷移學習模型D.以上模型都可以4、想象一個文本分類的任務，需要對大量的新聞文章進行分類，如政治、經濟、體育等。考慮到詞匯的多樣性和語義的復雜性。以下哪種詞向量表示方法可能是最適合的？（）A.One-Hot編碼，簡單直觀，但向量維度高且稀疏B.詞袋模型（BagofWords），忽略詞序但計算簡單C.分布式詞向量，如Word2Vec或GloVe，能夠捕捉詞與詞之間的語義關系，但對多義詞處理有限D.基于Transformer的預訓練語言模型生成的詞向量，具有強大的語言理解能力，但計算成本高5、在進行機器學習模型評估時，除了準確性等常見指標外，還可以使用混淆矩陣來更詳細地分析模型的性能。對于一個二分類問題，混淆矩陣包含了真陽性（TP）、真陰性（TN）、假陽性（FP）和假陰性（FN）等信息。以下哪個指標可以通過混淆矩陣計算得到，并且對于不平衡數據集的評估較為有效？（）A.準確率（Accuracy）B.召回率（Recall）C.F1值D.均方誤差（MSE）6、假設正在進行一個異常檢測任務，數據具有高維度和復雜的分布。以下哪種技術可以用于將高維數據映射到低維空間以便更好地檢測異常？（）A.核主成分分析（KPCA）B.局部線性嵌入（LLE）C.拉普拉斯特征映射D.以上技術都可以7、在自然語言處理中，詞嵌入（WordEmbedding）的作用是（）A.將單詞轉換為向量B.進行詞性標注C.提取文本特征D.以上都是8、在機器學習中，監督學習是一種常見的學習方式。假設我們有一個數據集，包含了房屋的面積、房間數量、地理位置等特征，以及對應的房價。如果我們想要使用監督學習算法來預測新房屋的價格，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）9、對于一個高維度的數據，在進行特征選擇時，以下哪種方法可以有效地降低維度（）A.遞歸特征消除（RFE）B.皮爾遜相關系數C.方差分析（ANOVA）D.以上方法都可以10、假設正在研究一個文本生成任務，例如生成新聞文章。以下哪種深度學習模型架構在自然語言生成中表現出色？（）A.循環神經網絡（RNN）B.長短時記憶網絡（LSTM）C.門控循環單元（GRU）D.以上模型都常用于文本生成11、考慮一個圖像分類任務，使用深度學習模型進行訓練。在訓練過程中，如果發現模型在訓練集上的準確率很高，但在驗證集上的準確率較低，可能存在以下哪種問題？（）A.模型欠擬合，需要增加模型的復雜度B.數據預處理不當，需要重新處理數據C.模型過擬合，需要采取正則化措施D.訓練數據量不足，需要增加更多的數據12、假設正在研究一個語音合成任務，需要生成自然流暢的語音。以下哪種技術在語音合成中起到關鍵作用？（）A.聲碼器B.文本到語音轉換模型C.語音韻律模型D.以上技術都很重要13、在一個氣候預測的研究中，需要根據歷史的氣象數據，包括溫度、濕度、氣壓等，來預測未來一段時間的天氣狀況。數據具有季節性、周期性和長期趨勢等特征。以下哪種預測方法可能是最有效的？（）A.簡單的線性時間序列模型，如自回歸移動平均（ARMA）模型，適用于平穩數據，但對復雜模式的捕捉能力有限B.季節性自回歸整合移動平均（SARIMA）模型，考慮了季節性因素，但對于非線性和突變的情況處理能力不足C.基于深度學習的長短期記憶網絡（LSTM）與門控循環單元（GRU），能夠處理長序列和復雜的非線性關系，但需要大量數據和計算資源D.結合多種傳統時間序列模型和機器學習算法的集成方法，綜合各自的優勢，但模型復雜度和調參難度較高14、在一個回歸問題中，如果數據存在非線性關系并且噪聲較大，以下哪種模型可能更適合？（）A.多項式回歸B.高斯過程回歸C.嶺回歸D.Lasso回歸15、在進行機器學習模型的訓練時，過擬合是一個常見的問題。假設我們正在訓練一個決策樹模型來預測客戶是否會購買某種產品，給定了客戶的個人信息和購買歷史等數據。以下關于過擬合的描述和解決方法，哪一項是錯誤的？（）A.過擬合表現為模型在訓練集上表現很好，但在測試集上表現不佳B.增加訓練數據的數量可以有效地減少過擬合的發生C.對決策樹進行剪枝操作，即刪除一些不重要的分支，可以防止過擬合D.降低模型的復雜度，例如減少決策樹的深度，會導致模型的擬合能力下降，無法解決過擬合問題二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）什么是決策樹？它的優點和缺點有哪些？2、（本題5分）說明機器學習中在線學習的特點和應用。3、（本題5分）簡述機器學習中聯邦學習的框架和應用。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）詳細闡述在圖像檢索任務中，機器學習算法在特征提取和相似性度量方面的應用。分析如何提高圖像檢索的準確性和效率。2、（本題5分）分析機器學習在自然語言處理中的應用。舉例說明機器學習算法在文本分類、機器翻譯、情感分析等任務中的應用，并探討自然語言處理中機器學習面臨的問題及解決方案。3、（本題5分）分析深度學習中的自編碼器的原理、應用及與其他算法的結合，討論其在數據壓縮和特征提取中的作用。4、（本題5分）論述機器學習在環境監測領域的應用，如空氣質量預測、水質監測等，討論其對環境保護的意義。5、（本題5分）論述時間序列預測中，傳統機器學習算法（如ARIMA、SARIMA）和深度學