[CHAPTER 1] 데이터 과학과 파이썬

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데이터 과학

데이터에서 과학적 방법으로 정보나 지식을 추출하는 학문이다.

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데이터 과학은 무엇을 다루나

2010년대, 서울시는 심야 버스 노선을 새로 조정하기 위해 택시 승하차 정보와 이동 통신사의 통화량 데이터를 사용

이런 데이터를 분석하면 심야 시간에 시민들이 어떻게 이동하는지 파악할 수 있다

빅 데이터를 활용한 공공 정책 결정의 예

• (전주시) 교통카드 DB를 활용한 대중교통 현황 빅데이터 분석
• (부산광역시) 역세권 토지이용 구항을 위한 빅데이터 활용
• (국토부, LH) 개발 공장과 계획입지 간의 상관성 분석
• (소방청) 빅데이터를 활용한 화재 대응 취약지역 분석
• (식품의약품 안전처) HACCP 인증과 식품 안전사고 상관분석
• (국민건강보험공단) 건강보험 의료 이용 지도 구축

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데이터 처리 과정과 관련 전문가의 역할

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프로그래밍

프로그램 : 컴퓨터가 해야할 일을 미리 기록해 놓은 작업 지시서 같은 것이다.

프로그래밍 : 프로그램을 작성하는 일

기계어 : 기계가 이해할 수 있는 명령어  ex) 0100111010110...

프로그래밍 언어 : 프로그램을 작성하기 위해 사람이 이해하기 쉽게 만든 언어 ex) python, java, C, C++ ...

Python

Guido van Rossum이 1991년에 개발한 대화형 프로그래밍 언어

간결하면서 효율적인 프로그램을 빠르게 작성할 수 있는 언어이다.

오픈소스여서 무료이고 패키지들이 계속 추가되고 있어서 매일 진화하는 언어이다.

아주아주 편하고 쉬운 언어인 거 같아서 내가 가장 좋아하는 언어이다 ^^

 

인터프리터(Interpreter)

Python은 인터프리터 언어이다.

다른 많은 언어는 실행하기 전에 코드를 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역하는 컴파일 과정이 필요하다.

하지만 Python은 한 줄의 명령을 입력하면 인터프리터가 이것을 바로 실행한다.

자신이 작성한 문장의 결과를 입력 즉시 볼 수 있다는 장점이 있다.

인터프리터 방식 덕분에 파이썬이 아주 편리한 것 같다.

 

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Python 설치

파이썬 설치 3분이면 끝난다. ㅋㅋ

아래의 링크로 접속한다.

www.python.org/downloads/

Download Python

Download Python 버튼 클릭

www.python.org/downloads

 

다운로드한 python-3.x.x-x.exe 파일을 실행한다.

Add Python 3.9 to PATH (환경변수 설정) 체크한다.

Install Now 클릭

설치 완료.

잘 설치되었는지 확인해보자.

cmd를 실행한다.

cmd

'python' 입력

python 버전 확인

버전 정보가 뜬다면 잘 설치된 것이다.

만약 버전 정보가 뜨지 않는다면 환경 변수 설정이 잘못된 것 일 수 있다.

파이썬 설치는 아주 간단한 것 같다.

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Python Interpreter 사용

IDLE를 실행한다.

IDLE

print 명령어를 이용해 'Hello Python!!!'을 출력한다.

이런 문자의 모음을 프로그래밍에서는 문자열(string)이라고 한다.

 

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Python으로 무엇을 할 수 있을까?

사칙연산

>>> 2+3
5
>>> print(2 + 3)
5
>>> print(2 - 3)
-1
>>> print(2 * 3)
6
>>> print(2 / 3)
0.6666666666666666

복잡한 연산도 뚞딲

>>> print(2345 * 9876 - 5678)
23153542

print()

문자열을 출력해주는 함수.

>>> print('Hello')
Hello

+ 기호로 문자열을 연결하여 출력

>>> print("Hello " + "python" + "!!!")
Hello python!!!

* 기호로 문자열을 여러 번 출력

>>> print("Hello" * 20)
HelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHelloHello

작은따옴표 또는 큰 따옴표 세 개로 여러 줄에 걸친 문자열을 출력할 수 있다.

>>> print('''Hello my name is Jiseong
I am interested in 'AI'
bye bye~''')
Hello my name is Jiseong
I am interested in 'AI'
bye bye~

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Python 모듈

모듈(module) : 파이썬 함수나 변수 또는 클래스들은 별도의 파일로 저장하여 만든 스크립트 파일

 

pip는 파이썬의 패키지 관리 소프트웨어로 파이썬 표준 라이브러리에 포함되지 않은 외부 라이브러리를 설치하도록 도와주는 도구이다. pip를 이용해서 데이터 과학에 필요한 패키지들을 설치해보자.

C:\Users\user>pip install numpy matplotlib pandas scikit-learn seaborn opencv-python

 

이렇게 설치한 모듈을 불러오려면 import를 이용하면 된다.

사용할 때에는 점(.)을 찍은 후 모듈안의 구성요소를 호출해주면 된다.

>>> import module-name
>>> module-name.func()

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turtle graphic

그림을 그릴 수 있는 모듈이다.

어떻게 사용하는지 알아보자.

>>> import turtle		
>>> t = turtle.Turtle()	#Turtle 클래스 객체를 t로 생성한다.
>>> t.shpae('turtle')	#t를 거북이 모양으로 설정한다.

>>> t.forward(100)	#앞으로 100픽셀 이동

>>> t.left(90)		#왼쪽으로 90도 회전
>>> t.forward(100)	#앞으로 100픽셀 이동

turtle 모듈로 다양한 그림을 그릴 수 있을 것 같다.

재밌는 모듈이다. ^^

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지금까지 배운 것들로

turtle 모듈을 활용해 다양한 그림을 그려보자.

사각형 그리기

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.shape("turtle")

print("program start!")
t.forward(100)
t.left(90)
t.forward(100)
t.left(90)
t.forward(100)
t.left(90)
t.forward(100)

삼각형 그리기

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.shape("turtle")

print("program start!")
t.forward(100)
t.left(120)
t.forward(100)
t.left(120)
t.forward(100)
t.left(120)

별 그리기

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.shape("turtle")

print("program start!")
t.forward(100)
t.right(72 * 2)
t.forward(100)
t.left(72)
t.forward(100)
t.right(72 * 2)
t.forward(100)
t.left(72)
t.forward(100)
t.right(72 * 2)
t.forward(100)
t.left(72)
t.forward(100)
t.right(72 * 2)
t.forward(100)
t.left(72)
t.forward(100)
t.right(72 * 2)
t.forward(100)