[목차]
[1] 컴퓨터의 이해
주요용어
- 데이터: 어떤 현상이나 사실에 대한 설명 또는 설명의 집합
- 정보: 문제 또는 질문을 해결하기 위해 사용할 수 있는 데이터와 데이터의 집합
- 프로그램: 컴퓨터가 어떠한 작업을 자동으로 처리할 수 있도록 처리 방법 및 순서를 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어 형태로 기술한 것
- 알고리즘: 문제를 풀기 위한 단계별 절차를 체계적 명령의 형태로 기술한 것
정리하기
- 데이터란 관찰이나 측정을 통해 얻은 수치, 문자와 같은 변할 수 있는 질적 또는 양적 값을 뜻한다.
- 정보란 데이터를 처리하여 실제 문제해결에 도움이 될 수 데이터를 정리한 결과물을 뜻한다. 데이터 처리에는 정렬, 합산, 군집화 등의 작업이 동반된다.
- 컴퓨터는 데이터를 외부로부터 받아들이는 입력기능, 내부 장치를 조정하는 제어기능, 입력된 데이터를 저장하는 저장⦁기억기능, 계산을 수행하는 연산기능, 내부의 데이터를 사용자에게 전달하는 출력기능을 갖추고 있다.
- 디지털 컴퓨터는 0과 1이라는 신호만으로 동작하기 때문에, 데이터 및 명령문 또한 0과 1로 표현되어야 한다. 즉, 수나 문자, 명령어 모두 0과 1로 표현된다.
- 프로그램이란 컴퓨터가 어떠한 작업을 자동으로 처리할 수 있도록, 처리 방법 및 순서를 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어로 기술해 놓은 것을 뜻한다. 프로그램을 제작하는 사람을 프로그래머라고 하며, 이 제작 과정은 프로그래밍이라 부른다.
- 알고리즘은 문제를 풀기 위한 단계별 절차를 수학적으로 기술한 것을 뜻한다. 알고리즘에는 입력과 출력이 있어야 하며, 명확성과 유한성, 효율성이 보장되어야 한다.
- 프로그램은 프로그래밍 언어를 이용하여 알고리즘을 구현한 결과이며, 프로그래밍 언어로 작성된 소스코드를 컴파일러나 인터프리터를 통해 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 생성된다
[2] 컴퓨터의 구성
주요용어
- 폰노이만 구조: CPU, 메모리, 프로그램 구조를 갖는 범용 컴퓨터 구조
정리하기
- 중앙처리장치는 연산, 비교, 판단을 수행하는 연산장치와 명령어를 해석하고 실행하는 제어장치로 구성된다.
- 주기억장치는 컴퓨터에서 처리할 데이터와 프로그램을 기억하고, 처리결과를 기억하는 장치이며 보조기억장치는 주기억장치를 보완하여 컴퓨터 전원이 차단되었다가 다시 컴퓨터를 켰을 때, 주기억장치에 데이터를 불러 올 수 있도록 영구적으로 저장하는 역할을 한다.
- 시스템 소프트웨어는 응용 소프트웨어를 실행하기 위한 환경을 제공하고 하드웨어를 제어·관리할 수 있도록 설계된 컴퓨터 소프트웨어이다.
- 시스템 소프트웨어 종류에는 운영체제는 사용자가 컴퓨터를 효율적으로 운영·관리·사용할 수 있도록 하드웨어를 제어하는 운영체제, 고급언어로 작성된 프로그램을 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역해 주는 컴파일러, 그리고 사용자가 컴퓨터를 효율적이고 편리하게 사용할 수 있도록 지원해 유틸리티 등이 있다.
- 운영체제는 중앙처리장치, 주기억장치, 보조기억장치와 같은 장치로 구성되는 컴퓨터의 하드웨어를 작동시켜 사용자가 원하는 작업을 처리할 수 있는 환경을 제공하고 컴퓨터와 사용자 사이에 중계 역할을 한다.
[3] 파이썬의 이해
2.0 <-> 3.0 호환 잘안되고 문법오류
*주요용어
- 프로그래밍 패러다임: 프로그래밍을 생성하는 접근 방식
- 주피터 노트북: 오픈소스 웹 기반 대화형 개발 및 실행 환경
*정리하기
- 파이썬은 명령형 프로그래밍, 절차적 프로그래밍, 객체지향 프로그래밍, 함수형 프로그래밍 패러다임을 지원한다.
- 파이썬은 교육적인 목적뿐만 아니라 응용 프로그램과 웹, 백 엔드 개발, 사물 인터넷 등 다양한 분야에 활용된다
- 파이썬은 파이썬 확장 제안(PEP)를 통해 새로운 파이썬의 기능, 파이썬 프로세스, 환경에 대해 커뮤니티에 설계 문서나 정보를 제공하는 등 많은 개발자의 의견을 수용하고 토론하며 발전한 언어이다.
- 파이썬은 플랫폼에 독립적이며 인터프리터식 객체지향적, 동적 타이핑(dynamically typed) 대화형 언어이다.
- 파이썬 소스 코드는 파이썬 인터프리팅 과정에서 CPython에 의해 바이트 코드로 변환되고, 파이썬 가상머신(PVM)이 한 라인씩 기계어 코드로 변환하여 실행된다.
- 파이썬 개발 환경에는 구문 강조, 자동 완성, 스마트 들여쓰기 등의 기능을 지원하는 IDLE, 주피터 노트북, 구글 코랩 등이 있다.
- 구글 코랩(Colab)은 주피터 노트북과 구글 드라이브를 결합한 서비스로 데이터 분석 및 딥러닝 연산 등 고성능 컴퓨팅 리소스 활용 가능하다.
< 다양한 라이브러리>
PyTorch ,TensorFlow - 딥러닝 , Numpy , Numba, SymPy : 숫자 , matpltlib, Bokeh, pandas- 수치, 함수 만들고 그래프
IP, yupyter, lab : 개발환경, Flask , dj : 프레임워크 , astropy, biopython, sunpy - 연구특화
<파이썬의 단점>
- C나 자바 보다 느린 속도
- 완전한 애플리케이션 단독 개발이 불가능
-> 쉘스크립트 언어용으로 개발 => 모바일 앱 등 응용 어플리케이션 개발 불가 (=> Rust 나 Go 로 PC, 모바일 어플리케이션 개발이 낫다)
[4] 파이썬 시작하기
*주요용어
- 산술연산자: 피연산자(operand)에 대해 지정된 산술 연산을 지시하는 기호
- 내장함수: 별도의 라이브러리 없이 파이썬 인터프리터에서 기본적으로 지원하는 함수
*정리하기
- 피연산자와 기본연산자(+, -, *, /, **)를 이용한 표현식은 파이썬 인터프리터에 의해 자동 계산된다.
- 주석은 개발 속도 향상시키고 유지보수를 용이하게 하는 중요한 설명이다. 주석은 #과 """을 사용한다.
- 프로그래밍 언어에서만 사용되는 산술연산자로 정수 나눗셈 연산자(//)와 모듈로 연산자(%)가 있다.
- 연산자 우선순위는 표현식에 사용된 여러 연산자의 연산 순서를 결정한다.
- 파이썬 내장 함수는 별도의 모듈이나 패키지 없이 파이썬 인터프리터에서 기본적으로 지원하는 함수이다.
[4] 순차구조
*주요용어
- 제어구조: 프로그램의 실행 흐름을 결정하는 구조
- 순차구조: 실행의 흐름을 주어지는 명령의 위치적 흐름에 따라 수행하는 구조
- 프로그래밍 에러: 설계 미숙, 결함 또는 문법 오류로 프로그램이 의도한 대로 결과를 생성하지 못하는 문제 상황
- 데이터 타입 변환: 한 데이터의 타입을 다른 데이터 타입으로 전환하는 과정
*정리하기
- 파이썬은 구조적 프로그래밍 패러다임을 지원하며 goto 문을 사용하지 않고 프로그램을 구성할 수 있는 순차, 선택, 반복 구조를 제공한다.
- 순차 구조는 실행의 흐름을 주어지는 명령의 위치적 흐름에 따라 수행하는 구조이다.
- 선택 구조는 특정 영역 내의 명령문에 대한 실행 여부를 프로그램 실행 과정 중 조건에 따라 결정하는 구조이다.
- 반복 구조는 특정 영역의 명령문을 조건에 따라 여러 번 재실행하는 구조이다.
- input 함수는 사용자로부터 데이터를 입력 받아, 문자 데이터 타입으로 반환한다.
- 프로그래밍 에러는 설계 미숙, 결함 또는 문법 오류로 프로그램이 의도한 대로 결과를 생성하지 못하는 현상이며 구문 오류, 실행 오류, 의미 오류로 구분된다.
- 데이터 타입을 다른 데이터 타입으로 전환하기 위해 str, int, float 함수를 사용한다.
- print 함수는 여러 개의 데이터를 단일 print 함수로 출력 가능하며, 콤마(,)로 파라미터를 구분하여 입력한다.
[4] 순차구조
*주요용어
- 선택 구조: 특정 영역 내의 명령문에 대한 실행 여부를판단에 따라 결정하는 구조
- 불리언 타입: 논리값인 참(True)과 거짓(False)의 값만 표현할 수 있는 데이터 타입
- 논리연산자: 두 개의 논리값(불리언식)을 연산하여 참 또는 거짓을 결과로 얻는 연산자
*정리하기
- 단락평가란 첫 번째 논리값 만으로 전체 연산 결과가 판별 가능할 때 두 번째 논리값은 확인(평가)하지 않는 기법이다.
- if, elif, else 명령어를 사용하여 이분 또는 다분 선택구조로 확장할 수 있다.
- 중첩 선택구조는 한 선택구조 내부에 또 다른 선택구조를 내포하는 구조이다.
[5] 반복구조
*주요용어
- 조건 제어 반복: 참과 거짓 조건에 의해 반복 여부가 결정되는 반복 구조
- 계수 제어 반복: 특정 계수만큼 반복 횟수가 정해진 반복 구조
- 인덱스 연산자: 시퀀스 타입의 원소에 접근하는 연산자
- 중첩 반복 구조: 반복 구조 내 다른 반복 구조를 내포한 형식
*정리하기
- 반복 구조란 동일한 명령문에 대해서 사용자가 지정한 횟수만큼 또는 조건을 만족하는 동안 동일한 코드를 반복하여 수행할 때 사용하는 구조이다.
- whlie 문은 조건이 참(True)인 동안 while 문 블럭 내부의 명령문을 수행하며 조건이 거짓(False)이 될 때 while문을 빠져나오는 조건 제어 반복 구조이다.
- 리스트는 순서화된 값의 집합체를 저장할 수 있는 시퀀스 데이터 타입의 일종이다.
- for 문은 리스트 등과 같은 시퀀스의 첫 번째 요소부터 마지막 요소까지 하나씩 변수에 대입하여 블럭의 명령문을 수행하며 마지막 요소까지 수행한 후 종료하는 계수 제어 반복이다.
- 중첩 반복 구조는 하나의 외부 반복 구조에 여러 개의 내부 반복 구조가 중첩되어 사용되는 구조를 말하며, 외부 반복 구조가 매 반복될 때마다 내부 반복 구조에 재진입하여 새롭게 실행된다.
[6] 함수
*주요용어
- 동시 할당: 복수 개의 변수에 값을 동시에 할당하는 명령
- 스코프: 프로그램에서 변수가 참조될 수 있는 영역
- 기본 매개변수: 함수 호출 시 매개변수가 전달되지 않을 경우 기본값이 전달되는 매개변수
- 가변 매개변수: 함수 호출 시 매개변수를 사용자가 원하는 개수 만큼 지정할 수 있는 매개변수
*정리하기
- 값의 전달에 의한 호출이란 함수 호출 시 함수 내부에는 매개변수의 값이 전달된다.
- 기본 매개변수란 함수 호출 시 매개변수가 전달되지 않을 경우 기본값이 전달되는 매개변수를 말한다.
- 함수 호출 시 매개변수를 사용자가 원하는 개수 만큼 지정할 수 있는 매개변수를 가변 매개변수라고 하며, 함수 정의 시 매개변수 이름 앞에 *를 사용한다.
[7] 객체지향
*주요용어
- 객체지향: 객체와 객체 사이의 상호작용으로 프로그램을 구성하는 프로그래밍 패러다임
- 클래스: 실세계의 객체에 대한 데이터와 연산을 표현한 단위
- 초기자: 객체의 상태를 초기화하는 특수 메소드
- 객체 멤버 접근 연산자: 객체의 데이터 필드 접근 및 메소드 호출에 사용되는 연산자
*정리하기
- 모든 메소드의 첫 번째 매개변수는 self이다.
- 클래스의 생성자(constructor)호출을 통해 클래스의 인스턴스인 객체가 생성된다. 클래스의 생성자는 클래스의 이름과 동일하며 초기자의 매개변수를 사용한다.
- 객체의 데이터 필드 접근 및 메소드 호출에 객체 멤버 접근 연산자( . )를 사용한다.
- private 데이터 필드는 클래스 내부에서만 접근 가능하며 앞 두 밑줄(__)로 정의한다.
- private 데이터 필드에 대해 접근하기 위한 접근자와 변경자 메소드가 정의되어야 한다.
구구단 만들기
* 파이썬 문자열 형식- format(" " , ">20s") : 20스페이스 다음 시작
* range (초기, 범위 ,스텝)
* print( i , "|" , end="") 프린트 한줄 계속
# 문자열 형식 format >20s
print(format("구구단표", ">20s"))
# 새로운 행 삽입
print()
print("-----------------------------------")
# 구구단 표 출력
for i in range(1,10 ,1):
print(i , "|", end="")
for j in range(1,10,) :
# 정수 형식 format >3d
print( format(i *j, ">3d") , end="")
print()
#원 뿔 높이 계산
rad_list = range(10,31,10)
hei_list = [1,5,14,26,31]
for rad,hei in zip(rad_list, hei_list):
vol = 1/3 * 3.14 * rad **2 * hei
surf = 3.14 * rad **2 +3.14 * rad * hei
print("반지름", rad , "높이" , hei, "원뿔")
print("원뿔의 부피는" , vol, "입니다.")
print("원뿔의 겉넓이는" , surf , "입니다.")** 이 들어가면 제곱
pow(i,j)가 들어가면 i의 j승이 된다
[8] 모듈
*주요용어
- 모듈: 함수, 상수 또는 클래스를 모아 놓은 집합체
- 네임스페이스: 특정 객체를 이름에 따라 구분할 수 있는 범위
- 난수: 특정한 배열 순서나 규칙적인 의미가 없는, 임의의 수를 의미
*정리하기
- 모듈, 패키지, 라이브러리는 구분되는 개념이며 패키지는 하위 패키지 및 모듈의 집합, 라이브러리는 패키지 및 모듈의 집합으로 구성되는 상위 개념이다.
- 모듈 등록 시 import 구문과 from import 구문을 사용한다. import 구문을 통해 등록된 모듈은 사용시 모듈이름 또는 별칭을 변수/함수/클래스 앞에 붙여야 한다.
- import는 파이썬 모듈을 프로그램 내부에서 사용할 수 있게 네임스페이스에 추가하는 기능을 수행한다.
- dir 함수는 네임스페이스에 등록되어 있는 모든 이름들을 리스트로 반환한다.
- help 함수는 대화형 도움말 시스템 호출 또는 클래스나 메소드의 사용방법을 반환한다.
- 네임스페이스는 특정 객체를 이름에 따라 구분할 수 있는 범위를 나타낸다.
- del 명령어는 네임스페이스 내 등록된 모듈의 멤버 식별자를 제거한다.
- math 모듈은 수학적 계산 문제를 해결하기 위한 수학 함수 및 상수의 집합으로 구성된다.
- random은 난수 관련된 기능을 제공하는 모듈이다.
- time은 에포크 시간을 얻어 다양한 형식으로 표시하는 기능 제공하는 모듈이다.
import math
import random
from math import sin
# a, b = 10, 20
# area = 1 / 2 * a * b * sin(math.radians(60))
# print(area)
guess_str = input("1~45 번호 6개를 쉼표로 분리하여 입력하세요:").split(",")
guess_list = list()
for i in guess_str:
guess_list.append(int(i))
lotto_list = random.sample(range(1,46,1), 6)
print("예상번호는", guess_list, "입니다.")
print("추첨번호는", lotto_list, "입니다.")
hit_count =0;
#print(lotto_list)
for guess in guess_list:
if guess in lotto_list:
hit_count = hit_count+1
print("축하합니다." +str(hit_count) + "개 맞췄습니다.")
# 20번의 기회 안에 1~1000 사이의 숫자를 맞히는 스무고개 프로그램을 작성하시오
import random
hit_number = random.randint(1,1001)
#print( hit_number)
#guess = int(input("숫자를 맞혀보세요: "))
guess_count_list = range(1,21,1)
passfail = False
for guess_count in guess_count_list :
guess = int(input("숫자를 맞혀보세요: (" +str(guess_count) + "번째 시도 ): "))
if hit_number == guess:
passfail = True
break;
elif hit_number > guess:
print(str(guess)+ "보다 큽니다.", end="")
else:
print(str(guess)+ "보다 작습니다.", end="")
if passfail == True:
print("맞췄습니다. 축하합니다.")
else:
print("모든 기회를 다 사용하셨습니다. 다음에 다시 도전하세요.")
import time
def is_prime(x):
for i in range(2,x):
if x % i == 0:
return False
return True
prime_count=0
start_time = time.time()
for i in range(2,5001):
if is_prime(i):
prime_count = prime_count + 1
print(i , end=", ")
end_time = time.time()
print(end_time - start_time , "초 실행했습니다.")
[9] 파일
*주요용어
- 파일 이름: 파일 경로를 내포하는 파일의 고유 식별자
- 파일 포인터: 파일 내부에서 작업 위치를 나타내는 포인터
- 딕셔너리: 키와 값의 쌍을 저장하는 시퀀스
*정리하기
- 컴퓨터에 의해 처리될 또는 처리된 데이터와 정보가 임시적으로 연속된 바이트의 형태로 저장된 상태이다.
- 파일은 연속된 바이트와 파일의 시작, 파일 포인터, 파일의 끝(EoF)으로 구성된다.
- 파일은 데이터가 저장되는 방식에 따라 텍스트 파일과 바이너리 파일로 구분된다.
- 파이썬은 인터프리터에서 파일의 시작, 파일 포인터, 파일의 끝을 활용하여 데이터 읽기, 쓰기를 위한 함수를 제공한다.
- 파일은 파일 객체 생성, 읽기/쓰기/추가하기 작업, 파일 객체 삭제 과정을 통해 처리된다.
- 파일의 이름은 파일의 고유 식별자 역할 및 저장장치 내부에서 파일의 위치를 표현하는 파일경로를 내포한다.
- 딕셔너리는 키와 값의 쌍(pair)을 저장하는 시퀀스이다.
# 파일열기
h_fp = open("Hamlet_by_Shakespeare.txt","r")
# 딕셔너리 만들기
word_dict = dict()
# readlines 줄읽기
for line in h_fp.readlines():
# strip 줄이고 split 자름
for word in line.strip().split():
word = word.strip(" .,;?[]\"\':-!").lower()
# wh
if word_dict.get(word) is not None:
count = word_dict[word]
else :
count =0
word_dict[word] = count+1
word_r_dict = {v:k for(k,v) in word_dict.items() }
word_dict = {k:v for (v,k) in sorted(word_r_dict.items() ,reverse =True ) }
for key in word_dict :
if word_dict[key] >=100:
print("["+ key+ "]" , str(word_dict[key]) + "회" )
h_fp.close()
[10] 실전프로젝트 1
*주요용어
- 소프트웨어 개발 라이프사이클: 소프트웨어 개발 계획 수립부터 폐기까지 신뢰도 높은 소프트웨어 결과물 구현을 위한 체계화된 소프트웨어 개발 체계
*정리하기
- 소프트웨어 개발 라이프사이클은 대규모 소프트웨어 개발 시 자원을 투입하여 초기에 예상한 대로 결과물 구현을 목적으로 한다.
- 소프트웨어 개발 라이프사이클은 계획, 분석, 설계, 구현, 테스트, 유지보수의 순서로 진행된다.
- 배치 프로세스란 일괄적으로 모아놓은 대량의 데이터를 특정시간에 지정한 처리 방법에 따라 처리하는 과정 또는 프로그램을 말한다.
- 게임은 입력장치, 타이머, 프로그램 등으로부터 발생하는 이벤트를 처리하는 이벤트 기반 프로그램이다.
- 이벤트란 프로그램에 의해 감지되고 처리될 수 있는 동작이나 사건이다.
- 게임은 게임 초기화 후, 이벤트 검사, 이벤트 처리, 게임 업데이트, 화면 생성, 화면 업데이트 과정을 무한히 반복하는 게임 루프로 구성된다.
- 틱택토는 두 명의 플레이어가 3×3 판에 번갈아가며 O와 X 표시를 기록하여 같은 표시를 가로, 세로, 또는 대각선 상에 일직선으로 먼저 놓이도록 하는 게임이다.
[10] 실전프로젝트 2
*주요용어
- 소프트웨어 개발 라이프사이클: 소프트웨어 개발 계획 수립부터 폐기까지 신뢰도 높은 소프트웨어 결과물 구현을 위한 체계화된 소프트웨어 개발 체계
*정리하기
import random
class Tic_Tac_Toe:
# 게임판 생성
def __init__(self):
self.board=[]
# 게임판 초기화
def create_board(self):
for i in range(3):
row=[]
for j in range(3):
row.append('*')
self.board.append(row)
# 첫 플레이어 선택
def select_first_player(self):
if random.randint(0,1) == 0:
return 'X'
else :
return 'O'
# 기호 표시
def mark_spot(self,row,col,player):
self.board[row][col] = player
# 승리 상태 확인
def is_win(self, player):
n = len(self.board)
# 행 확인
for i in range(n):
win =True
for j in range(n):
if self.board[i][j] != player:
win=False
break
if win ==True:
return win
# 열 확인
for i in range(n):
win =True
for j in range(n):
if self.board[j][i] != player:
win=False
break
if win ==True:
return win
# 대각선 확인
win =True
for i in range(n):
if self.board[i][i] !=player:
win=False
break
if win ==True:
return win
win =True
for i in range(n):
if self.board[i][n-i-1] !=player:
win=False
break
if win ==True:
return win
return False
# 잔여 빈칸 여부 확인
def is_board_full(self):
for row in self.board:
for item in row :
if item == '*':
return False
return True
# 플레이어 변경
def next_player(self,player):
if player == 'O':
return 'X'
else :
return 'O'
#return 'X' if player == 'O' else 'O'
# 현재 게임판 상태 츌력
def show_board(self):
for row in self.board:
for item in row:
print(item, end='')
print()
# 게임 루프 시작
def start(self):
# 새 게임판 생성
self.create_board()
self.show_board()
# 첫 플레이어 선택
player = self.select_first_player()
# 게임 루프 시작
while True:
# 다음 플레이어 안내
if player =='X':
print("컴퓨터 차례입니다.")
else:
print("사용자 차례입니다.")
# 현재 게임판 상태 출력
self.show_board()
# 사용자 입력 대기, 컴퓨터일 경우 랜덤 위치 반환
if player == 'X':
while True :
row, col = random.randint(1,3) , random.randint(1,3)
if self.board[row-1][col-1] == '*':
break
print("컴퓨터가 행" + str(row) + ", 열" + str(col) + "을/를 선택했습니다.")
print()
else :
row, col = list(map(int, input("선택할 빈칸의 위치를 입력하세요:").split()))
print("사용자가 행" + str(row) + ", 열" + str(col) + "을/를 선택했습니다.")
print()
# row, col 입력값이 0, 0인 경우 게임 종료
if row == 0 and col == 0:
break
# 입력된 위치 표시
self.mark_spot(row -1,col-1,player)
self.show_board()
# 현재 플레이어가 이겼는지 확인
if self.is_win(player) == True:
if player =='X':
print("컴퓨터가 이겼습니다. 다시 도전하세요.")
else :
print("사용자가 이겼습니다. 축하합니다.")
break
# 게임판 가득참 확인
if self.is_board_full() == True:
print("무승부입니다. 다시 도전하세요.")
break
# 플레이어 변경
player = self.next_player(player)
# 최종 게임판 출력
print()
self.show_board()
# 게임 생성
TTT= Tic_Tac_Toe()
# 게임 시작
TTT.start()LIST
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