中山大学《机器学习1》2025-2026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页中山大学《机器学习1》2025-2026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25个小题，每小题1分，共25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、机器学习在图像识别领域也取得了巨大的成功。以下关于机器学习在图像识别中的说法中，错误的是：机器学习可以用于图像分类、目标检测、图像分割等任务。常见的图像识别算法有卷积神经网络、支持向量机等。那么，下列关于机器学习在图像识别中的说法错误的是（）A.卷积神经网络通过卷积层和池化层自动学习图像的特征表示B.支持向量机在图像识别中的性能通常不如卷积神经网络C.图像识别算法的性能主要取决于数据的质量和数量，与算法本身关系不大D.机器学习在图像识别中的应用还面临着一些挑战，如小样本学习、对抗攻击等2、在一个异常检测的任务中，数据分布呈现多峰且存在离群点。以下哪种异常检测算法可能表现较好？（）A.基于密度的局部异常因子（LOF）算法，能够发现局部密度差异较大的异常点，但对参数敏感B.一类支持向量机（One-ClassSVM），适用于高维数据，但对数据分布的假设较强C.基于聚类的异常检测，将远离聚类中心的点视为异常，但聚类效果对结果影响较大D.以上算法结合使用，根据数据特点选择合适的方法或进行组合3、在使用随机森林算法进行分类任务时，以下关于随机森林特点的描述，哪一项是不准确的？（）A.随机森林是由多个决策树组成的集成模型，通过投票来决定最终的分类结果B.随机森林在训练过程中对特征进行随机抽样，增加了模型的随机性和多样性C.随机森林对于处理高维度数据和缺失值具有较好的鲁棒性D.随机森林的训练速度比单个决策树慢，因为需要构建多个决策树4、在进行深度学习中的图像生成任务时，生成对抗网络（GAN）是一种常用的模型。假设我们要生成逼真的人脸图像。以下关于GAN的描述，哪一项是不准确的？（）A.GAN由生成器和判别器组成，它们通过相互对抗来提高生成图像的质量B.生成器的目标是生成尽可能逼真的图像，以欺骗判别器C.判别器的任务是区分输入的图像是真实的还是由生成器生成的D.GAN的训练过程稳定，不容易出现模式崩溃等问题5、在进行机器学习模型评估时，除了准确性等常见指标外，还可以使用混淆矩阵来更详细地分析模型的性能。对于一个二分类问题，混淆矩阵包含了真阳性（TP）、真阴性（TN）、假阳性（FP）和假阴性（FN）等信息。以下哪个指标可以通过混淆矩阵计算得到，并且对于不平衡数据集的评估较为有效？（）A.准确率（Accuracy）B.召回率（Recall）C.F1值D.均方误差（MSE）6、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7、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8、考虑一个时间序列预测问题，数据具有明显的季节性特征。以下哪种方法可以处理这种季节性？（）A.在模型中添加季节性项B.使用季节性差分C.采用季节性自回归移动平均（SARIMA）模型D.以上都可以9、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10、假设我们正在训练一个神经网络模型，发现模型在训练集上表现很好，但在测试集上表现不佳。这可能是由于以下哪种原因（）A.训练数据量不足B.模型过于复杂，导致过拟合C.学习率设置过高D.以上原因都有可能11、假设正在进行一个异常检测任务，例如检测网络中的异常流量。如果正常数据的模式较为复杂，以下哪种方法可能更适合用于发现异常？（）A.基于统计的方法B.基于距离的方法C.基于密度的方法D.基于分类的方法12、想象一个图像识别的任务，需要对大量的图片进行分类，例如区分猫和狗的图片。为了达到较好的识别效果，同时考虑计算资源和训练时间的限制。以下哪种方法可能是最合适的？（）A.使用传统的机器学习算法，如基于特征工程的支持向量机，需要手动设计特征，但计算量相对较小B.采用浅层的神经网络，如只有一到两个隐藏层的神经网络，训练速度较快，但可能无法捕捉复杂的图像特征C.运用深度卷积神经网络，如ResNet架构，能够自动学习特征，识别效果好，但计算资源需求大，训练时间长D.利用迁移学习，将在大规模图像数据集上预训练好的模型，如Inception模型，微调应用到当前任务，节省训练时间和计算资源13、在进行深度学习模型的训练时，优化算法对模型的收敛速度和性能有重要影响。假设我们正在训练一个多层感知机（MLP）模型。以下关于优化算法的描述，哪一项是不正确的？（）A.随机梯度下降（SGD）算法是一种常用的优化算法，通过不断调整模型参数来最小化损失函数B.动量（Momentum）方法可以加速SGD的收敛，减少震荡C.Adagrad算法根据每个参数的历史梯度自适应地调整学习率，对稀疏特征效果较好D.所有的优化算法在任何情况下都能使模型快速收敛到最优解，不需要根据模型和数据特点进行选择14、在一个深度学习模型的训练过程中，出现了梯度消失的问题。以下哪种方法可以尝试解决这个问题？（）A.使用ReLU激活函数B.增加网络层数C.减小学习率D.以上方法都可能有效15、在自然语言处理中，词嵌入（WordEmbedding）的作用是（）A.将单词转换为向量B.进行词性标注C.提取文本特征D.以上都是16、某研究团队正在开发一个语音识别系统，需要对语音信号进行特征提取。以下哪种特征在语音识别中被广泛使用？（）A.梅尔频率倒谱系数（MFCC）B.线性预测编码（LPC）C.感知线性预测（PLP）D.以上特征都常用17、在进行特征工程时，需要对连续型特征进行离散化处理。以下哪种离散化方法在某些情况下可以保留更多的信息，同时减少数据的复杂性？（）A.等宽离散化B.等频离散化C.基于聚类的离散化D.基于决策树的离散化18、考虑在一个图像识别任务中，需要对不同的物体进行分类，例如猫、狗、汽车等。为了提高模型的准确性和泛化能力，以下哪种数据增强技术可能是有效的（）A.随机旋转图像B.增加图像的亮度C.对图像进行模糊处理D.减小图像的分辨率19、机器学习在自然语言处理领域有广泛的应用。以下关于机器学习在自然语言处理中的说法中，错误的是：机器学习可以用于文本分类、情感分析、机器翻译等任务。常见的自然语言处理算法有词袋模型、TF-IDF、深度学习模型等。那么，下列关于机器学习在自然语言处理中的说法错误的是（）A.词袋模型将文本表示为词的集合，忽略了词的顺序和语法结构B.TF-IDF可以衡量一个词在文档中的重要性C.深度学习模型在自然语言处理中表现出色，但需要大量的训练数据和计算资源D.机器学习在自然语言处理中的应用已经非常成熟，不需要进一步的研究和发展20、假设正在研究一个自然语言处理任务，例如文本分类。文本数据具有丰富的语义和语法结构，同时词汇量很大。为了有效地表示这些文本，以下哪种文本表示方法在深度学习中经常被使用？（）A.词袋模型（BagofWords）B.词嵌入（WordEmbedding）C.主题模型（TopicModel）D.语法树表示21、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22、假设正在训练一个深度学习模型，但是训练过程中出现了梯度消失或梯度爆炸的问题。以下哪种方法可以缓解这个问题？（）A.使用正则化B.调整学习率C.使用残差连接D.减少层数23、在一个文本分类任务中，使用了朴素贝叶斯算法。朴素贝叶斯算法基于贝叶斯定理，假设特征之间相互独立。然而，在实际的文本数据中，特征之间往往存在一定的相关性。以下关于朴素贝叶斯算法在文本分类中的应用，哪一项是正确的？（）A.由于特征不独立的假设，朴素贝叶斯算法在文本分类中效果很差B.尽管存在特征相关性，朴素贝叶斯算法在许多文本分类任务中仍然表现良好C.为了提高性能，需要对文本数据进行特殊处理，使其满足特征独立的假设D.朴素贝叶斯算法只适用于特征完全独立的数据集，不适用于文本分类24、在一个情感分析任务中，需要同时考虑文本的语义和语法信息。以下哪种模型结构可能是最有帮助的？（）A.卷积神经网络（CNN），能够提取局部特征，但对序列信息处理较弱B.循环神经网络（RNN），擅长处理序列数据，但长期依赖问题较严重C.长短时记忆网络（LSTM），改进了RNN的长期记忆能力，但计算复杂度较高D.结合CNN和LSTM的混合模型，充分利用两者的优势25、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二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释如何使用机器学习进行音乐推荐。2、（本题5分）解释机器学习中K-Means聚类的步骤。3、（本题5分）简述在图像分割中，常用的机器学习方法。4、（本题5分）说明机器学习中支持向量机（SVM）的基本思想。三、应用题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）基于朴素贝叶斯算法对邮件进行垃圾邮件和正常邮件的分类。2、（本题5分）运用梯度提升树（GBDT）预测电商平台的销售额。3、（本题5分）利用生物信息学数据研究基因功能和疾病机制。4、（本题5分）基于RNN对机器故障进行预测。5、（本题