1.5 MATLAB中的机器学习支持简介

我们对机器学习已经有了基本的了解：机器学习的任务是什么、都有哪些算法、如何选择算法以及构建机器学习模型的流程。我们现在终于可以开始学习使用MATLAB实现这些功能的方法了。

使用MATLAB提供的工具构建机器学习模型来解决问题是极其方便的。MATLAB提供了非常强大的交互式界面、丰富的函数算法库、各种封装完善的App，这些可以帮助我们应用机器学习算法。

（1）聚类（clustering）、分类（classification）和回归（regression）算法。

（2）神经网络（neural network）App、曲线拟合App（curve fitting App）和分类器App（classification learner App）。

MATLAB是专为解决科学问题和进行科学计算而编写的软件平台，其中计算、可视化、编程等步骤都被精心集成在易于使用的开发环境中。这些科学问题和MALTAB提供的解决方案在MATLAB开发环境下都被表示为与问题相关的数学符号和公式。

“MATLAB”这一名称由矩阵实验室（matrix laboratory）的首字母缩写得来。MATLAB最初的编写目标是为了方便线性代数和矩阵的操作，近年来快速增加了科学计算各个领域的丰富内容。MATLAB语言、开发环境设计本身是基于矩阵运算的，而矩阵是表达数学计算最自然的方式。MATLAB的桌面环境非常利于快速编写、验证模型和可视化数据等工作。集成在其中的与图像相关的工具有利于我们加深对数据集的理解。

MATLAB的开发环境如图1.11所示。

MATLAB以丰富、强大、精确、高质量的工具箱（toolbox）而著称。这些工具箱是由MATLAB函数（M文件）组成的，涵盖了诸多领域。对于很多领域的很多模型、算法，它都封装了专门的函数以供用户方便地调用并解决对应领域的问题，如图1.12所示。

MATLAB有两个专门为解决机器学习问题而编写的工具箱，它们是统计机器学习工具箱和神经网络工具箱。前者更专注于机器学习领域广泛应用的统计学方法和算法，后者是专门为人工神经网络（Artifical Neural Network，ANN）而编写的。在后续章节中，我们会逐一介绍这些工具箱的强大功能。

1.5.1 操作系统、硬件平台要求

为了能够高效执行，包括MATLAB在内的所有软件都对计算机的软件和硬件有一些要求。MATLAB专业版和学生版可以运行在各个主流操作系统上，例如Linux、macOS和Windows。绝大多数近年的计算机都可足够支持运行MATLAB。

在Windows平台上安装MATLAB的要求如下所示。

（1）操作系统：Windows 10、Windows 8.1、Windows 8、Windows 7 Service Pack1、Windows Server 2016、Windows Server 2012 R2、Windows Server 2012和Windows Server 2008 R2 Service Pack 1。

（2）处理器：任何Intel或者AMD的x86-64架构的处理器；支持AVX2指令集的处理器；Polyspace用户，推荐使用四核及以上处理器。

（3）磁盘空间：仅包含MATLAB的基本环境，需要2GB，若还安装常用的工具箱（典型安装），则需要4～6GB。

（4）内存：最低要求为2GB。如果使用Simulink，则需要4GB；Polyspace用户推荐每核拥有4GB可用内存。

（5）显卡：对显卡没有明确要求。推荐使用支持OpenGL 3.3、拥有1GB显存的GPU硬件加速显卡。

Windows平台的安装要求如图1.13所示。

1.5.2 MATLAB安装要求

在安装MathWorks公司的产品时，要求有一个通过购买产品或申请试用后下载获得的有效软件版权许可证。为了从官网下载MathWorks公司的产品，我们必须有一个MathWorks公司的账户或者注册一个账户。

一旦下载了MathWorks安装向导，我们就可以运行安装向导并安装想要使用的产品。运行安装向导的要求如下所示。

（1）MathWorks账号的邮箱地址和密码（安装时需要登录账户）。

（2）安装相关产品的许可证。如果对许可证有任何疑问，请咨询系统管理员。

（3）安装过程中可能需要关闭杀毒软件和网络防火墙。这些软件可能造成安装失败或降低安装速度。

安装过程中要遵循安装向导的指示，安装结束后，我们就有一个能够运行的MATLAB了。