한 권으로 기초에서 응용까지 배우는 파이썬 사용 설명서!!
“파이썬은 과학 및 공학용으로 다양한 라이브러리를 사용하는 프로그래밍 언어”
파이썬은 범용 프로그래밍 언어의 장점은 물론 Matlab과 R과 같은 특정 분야를 위한 스크립팅 언어의 편리함을 함께 갖추고 있고, 데이터 분석, 시각화, 확률, 통계, 자연어 처리, 이미지 처리 등에 필요한 라이브러리들도 가지고 있다. 이공학 분야인 경우 중요한 데이터를 그래프로 나타내거나 분석하는 데도 필요하다. 쉽게 응용할 수 있고 C와 Fortran과 달리 인터프리터 언어라 초보자라도 배우기가 쉽다.
범용 프로그래밍 언어로 복잡한 GUI나 웹서비스도 만들 수 있으며 기존 시스템과 통합 하기도 용이하다. 또한 파이썬은 수학, 기초과학, 사회과학, 컴퓨터 과학에 응용할 수 있고, 앞으로 과학, 공학, 네트워크 시스템 등의 문제를 프로그래밍해서 응용할 수 있다.
이 책은 이공학 분야에 응용할 파이썬 개발환경과 파이썬 문법을 소개하고, 데이터 시각화 기능을 제공하는 matplotlib과 수치계산 프로그래밍을 위한 대표적인 라이브러리인 NumPy, SciPy, SymPy를 사용해보고, 계층적 데이터 구조와 이에 대한 기능을 제공하는 pandas를 알아본다. 또한 이공학 분야 파이썬 프로그램 작성법, 함수와 객체 사용법, 디버깅, 컴퓨터적 사고방식까지 함께 익힐 수 있다.
코딩할 주어진 문제를 분석하고 순서도에 의해 알고리즘을 작성하며 프로그래밍을 코딩한 후 실행하고 수정한다. 실습교재로 사용할 경우 결과는 실습과정에서 얻은 실습 데이터를 모아두어 제출하기 용이하게 하였고, 매 실습을 마치고 보고서를 함께 제출할 수 있도록 했다. 필요하면 인터넷의 파이썬 자료를 함께 참고해서 파이썬으로 프로그래밍하고, 영문 주석(#)을 많이 붙인 코드를 깃 허브에 올려 공유하길 추천한다.
이 책은 파이썬 프로그래밍 준비, 파이썬 명령어, 파이썬 라이브러리, 그리고 파이썬 응용으로 구성되었다. 그리고 다양한 Jupyter notebook, Spyder, 프롬프트 창과 같은 에디터로 코딩 연습하도록 했고, 이공학 분야의 코딩공부를 하려는 사람들에게 도움을 주기 위해 제작하였다.
포항공과대학교(POSTECH)대학원 공학박사, 미국 Washington State University(WSU) 방문교수, 한국전자통신연구원(ETRI), 산업과학기술연구원(RIST), 전자부품연구원(KETI)에서 ICT 관련 연구를 수행했다. 그리고 동양대학교 산업기술연구소장, 연구기획처장을 지냈으며 현재 동양대학교 정교수로 재직 중이다. 4차 산업혁명 인재 양성을 위해 사물인터넷, 그리고 인공 지능 관련 교과목을 강의하고 있다.
PART 01. 파이썬 프로그래밍 준비
CHAPTER 01. 파이썬의 용어
1.1 파이썬 소프트웨어와 하드웨어 관련 용어
1.2 파이썬 관련 일반 컴퓨터 용어
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 02. 파이썬의 개요
2.1 파이썬의 역사
2.2 파이썬 응용
2.3 파이썬의 특징
2.4 파이썬과 Matlab
2.5 파이썬 2와 파이썬 3
2.6 pip
2.7 파이썬 IDLE
2.8 파이썬 배포판
2.9 파이썬 모듈
2.10 파이썬 라이브러리 버전
2.11 파이썬 키워드
2.12 내장 함수
2.13 외장함수
2.14 디버깅
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 03. 파이썬 설치 및 편집기 사용법
3.1 파이썬 공식 사이트에서 파이썬 설치
3.2 아나콘다를 이용하여 파이썬 설치
3.3 Anaconda Prompt 사용법
3.4 Anaconda Navigator 사용법
3.5 IPython 사용법
3.6 IDLE 사용법
3.7 명령 프롬프트로 파이썬 프로그램 실행
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 04. 주피터 사용법 및 스파이더 사용법
4.1 Jupyter notebook
4.2 Spyder 사용법
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
PART 02. 파이썬 명령어
CHAPTER 05. 파이썬 계산기
5.1 파이썬 기호 및 주석
5.2 사칙연산과 연산자_95
5.3 파이썬 데이터 형과 문자열
5.4 math 패키지
5.5 통계
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 06. 데이터의 집합, 리스트, 튜플, 딕셔너리
6.1 변수
6.2 파이썬에 사용하는 수
6.3 문자열
6.4 집합, 리스트, 튜플, 딕션너리
6.6 배열의 패킹과 언패킹
6.7 파이썬 컴프리헨션
6.8 range 함수
6.9 파이썬에서 단일 밑줄의 용도
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 07. 프로그램 흐름제어
7.1 프로그램 흐름제어 개요
7.2 if 문
7.3 for 문
7.4 while 문
7.5 try 문
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 08. 입력과 출력문
8.1 입력문과 출력문
8.2 open() 함수를 이용한 파일 입출력
8.3 파일 다루기
8.4 Iris Dataset
8.5 csv 파일
8.6 당뇨병 데이터셋
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 09. 함수문
9.1 함수문이란
9.2 파이썬 주석과 닥스트링
9.3 변수의 종류
9.4 람다 식
9.5 라이브러리, 모듈, 패키지
9.6 *args과 **kwargs
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 10. 클래스와 객체
10.1 객체
10.2 클래스를 이용한 프로그램 만들기
10.3 파이썬의 상속
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
PART 03. 파이썬 라이브러리
CHAPTER 11. matplotlib
11.1 matplotlib
11.2 matplotlib을 이용한 도형 그리기
11.3 객체 지향 방법으로 그림 그리기
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 12. NumPy
12.1 NumPy란
12.2 NumPy 배열
12.3 NumPy 연산
12.4 NumPy 그림 그리기
12.5 numpy.random
12.6 브로드캐스팅
12.7 NumPy 입출력
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 13. pandas
13.1 pandas란
13.2 pandas 데이터 만들기
13.3 DataFrame의 인덱싱 및 슬라이싱
13.4 pandas 자료를 이용한 그림 그리기
13.5 외부 데이터 읽고 쓰기
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
CHAPTER 14. SymPy와 SciPy
14.1 SymPy
14.2 SciPy
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
PART 04. 파이썬 응용
CHAPTER 15. 응용 프로그램
15.1 각도 변환
15.2 정수 종류 및 연산하는 프로그램
15.3 자연수를 입력 받아 소수인지 합성수인지 판별하는 프로그램
15.4 넘파이를 이용한 시그모이드 함수 그리기
15.5 digits 데이터셋
15.6 선형회귀선 구하기
15.7 강우량 통계분석
15.8 제어시스템의 보드선도
15.9 파이썬 응용 패키지로 회로도 그리기
▪이공학을 위한 파이썬 실습 보고서
부록 01. 파이썬 관련자료
1.1 파이썬 모듈 설치 및 IDE 사용
1.2 파이썬 관련 참고자료
부록 02 데이터셋 관련 사이트
2.1 국내 사이트
2.2 외국 및 회사 사이트
2.3 세계 기구 사이트
