[SW Expert Academy / 파이썬 프로그래밍 기초] 1. 파이썬의 이해

목차
- 파이썬이란?
- 파이썬의 역사와 종류
- 파이썬의 특징
- 파이썬의 활용 분야
- 파이썬의 개발환경 설치

1. 파이썬이란?

독립적이며, 인터프리터 방식의 객체지향이고, 동적인 그리고 대화형 성격을 가진 프로그래밍 언어

파이썬은 폭넓은 사용자 층을 가지고 있으며, 다양한 영역에서 활용되고 있는 강력한 프로그래밍 언어이다.
학습속도가 빠르고 가독성이 높으며, 대화형 쉘을 제공하므로 명령의 수행 결과를 빠르게 확인할 수 있다. 또한 확장 기능을 지원하며, Win, MacOS, Linux 등 다양한 플랫폼에서 사용할 수 있다.
C, C++에 비해 실행 속도가 느리다는 단점이 있다. 그러나 컴퓨터 성능 개선으로 이 단점은 보완되었고, 성능에 영향을 미치는 부분은 C언어 등으로 모듈화가 가능하다.
이러한 파이썬은 여러 기관 및 산업계에서 사용되고 있으며, 최근 빅데이터 분석, 머신러닝, 딥러닝, IoT 등의 분야에서 활용률이 가파르게 증가하고 있다.

2. 파이썬의 역사와 종류

파이썬의 역사

파이썬은 1980년대 말 고안되어 1991년 2월 20일 프로그래머 귀도 반 로섬에 의해 발표되었다.
파이썬이라는 이름은 귀도가 좋아하는 Monty Python's Flying Circus라는 코미디 프로그램명에서 따온 것이다. 아이콘은 비단뱀을 형상화하여 제작되었다.

파이썬의 종류

Cpython : C로 작성된 파이썬. 보통 파이썬이라고 하면 Cpython을 의미한다. — 표준
IronPython : .Net과 Mono용으로, C#로 구현
Jython : 자바로 구현된 파이썬으로, 자바 가상머신에서 동작한다. 자바 클래스, 자바 표준 라이브러리를 사용할 수 있다.
PyPy : 파이썬으로 구현된 파이썬. Cpython보다 빠르게 수행된다.

3. 파이썬의 특징

파이썬의 핵심 철학

아름다운 것이 추한 것보다 낫다
명시적인 것이 묵시적인 것보다 낫다
단순한 것이 복잡한 것보다 낫다
복잡한 것이 난해한 것보다 낫다
가독성이 중요하다.

파이썬의 특징

인터프리팅 방식 : 실행 시간에 명령을 해석해 실행함. 명령의 실행 결과를 대화형으로 바로 확인할 수 있다.
동적 타이핑 (dynamic typing) : 실행 시간 값에 의해 자료형 결정
Garbage Collector : 생성된 객체에 대한 메모리 관리는 Garbage Collector ****이용
가독성 : 파이썬의 문법은 가독성을 중시해 설계되었다. (예: 코드블록의 들여쓰기)
풍부한 라이브러리 : 표준 라이브러리와 통합환경이 배포판과 함께 제공
- 정규 표현식, 운영체제의 시스템 호출, XML처리, 직렬화, 각종 통신 프로토콜, 전자 메일이나 CSV 파일의 처리, 데이터베이스 접속, 그래픽 사용자 인터페이스, HTML 및 파이썬 코드 구문 분석 도구
유니코드 : 문자열은 기본적으로 유니코드 사용
오픈소스 : 파이썬 소프트웨어 재단에서 관리
다양한 프로그래밍 패러다임 지원 : 객체지향, 함수형 프로그래밍 지원
학습 용이성 : [프로그래밍의 문서화]도 언어의 기본 기능에 포함. 도움말 문서와 API도 체계적으로 정리
- API (application programming interface) : 운영체제가 제공하는 함수의 집합체
- 읽기 쉽고, 효율적인 코드를 간단하게 쓰려는 철학 반영
내장 스크립트 언어 : 다른 언어로 쓰인 모듈을 연결하려는 목적으로 이용되며 많은 상용 프로그램에 내장되어 스크립트 언어로 사용

파이썬 버전

파이썬 2.0 버전 : 2000년 10월 16일
- Garbage Collector(쓰레기 수집기)와 유니코드 (Unicode) 지원
- 개발 과정에서의 투명한 공동체 지원
파이썬 3.0 버전 : 2008년 12월 3일
- 2.x대 버전의 파이썬과 하위호환성이 없음
- 주요 기능 다수가 이전 버전과 호환되도록 파이썬 2.6과 2.7 버전에 반영됨

... 파이썬 2.x은 레거시(낡은 기술)이고, 파이썬 3.x가 파이썬의 현재와 미래가 될 것 ...

파이썬을 시작할 때는 파이썬 3으로 시작할 것을 권고함.

2.0과 3.0의 차이점

내장 자료형의 내부적인 변화 및 일부 자료형의 구성 요소 제거
표준 라이브러리의 패키지 재배치
향상된 유니코드 지원
- 3.0부터는 모든 문자열이 유니코드이므로 "문자열"처럼 표현
- 한글로 변수명을 사용하는 것이 가능
print문의 print() 함수로의 변화

대표적인 코드체계

유니코드 : 16비트
- 각 나라별 언어를 모두 표현하기 위해 만든 통합 코드체계
- 최대 65,536자를 표현 가능
- 0 ~ 9, A ~F 까지의 16진수 값 → 4비트 표시
- 영문, 숫자 유니코드 : 0000 ~
- P : 0050 (0000 0000 0101 0000)
- 한글 유니코드 : 초성 19자, 중성 21자, 종성 28자 → 11,172자 (AC00 ~ D7A3)
- 가 : AC00 (1010 1100 0000 0000)
아스키(ASCII)코드 : 7비트

파이썬과 유니코드

>>> a = "가"
>>> type(a)
<class 'str'>     # 문자열 a는 str 클래스의 객체

파이썬 2.0 : 문자열 리터럴을 표시해야 유니코드 지원
예: u"가"
파이썬 3.0 : 모든 문자열을 유니코드로 처리
예 : "가"

>>> hex(ord(a))    # ord()함수가 반환한 정수값을 16진수로 변환
'0xac00'           # 문자열 "가" = '0xac00'

4. 파이썬의 활용 분야

파이썬의 웹 검색 추이 결과

빅데이터, 모바일, IoT, 인공지능 분야에서의 활용이 급증하고 있기 때문!

파이썬의 인기 분야

웹 애플리케이션 개발 분야
- django : 회원가입, 사용자 인증 등 공통기능을 제공해 높은 개발 생산성 지원
- Flask : 파이썬용 마이크로 프레임워크. 간단한 웹 서비스 또는 모바일 서버 구축에 적합

데이터 수집 분야
- Beautiful Soup : 웹 크롤링 라이브러리
  - 문서 수집, HTML 문서에 대한 구문 분석, DOM 트리 탐색 등의 기능, 문서 분석 및 정보 추출 기능
- Scrapy : 웹 크롤링 프레임워크
  - 웹 문서에서 데이터 추출 규칙 작성 → 문서 수집 및 필요 데이터 자동 추출

데이터 과학 및 인공지능 분야
- Numpy : 과학 분야의 컴퓨팅을 위한 필수 패키지
  - 강력한 다차원 배열 객체 지원, 선형대수 기능, 푸리에 변환 기능, 난수 생성 기능
- Pandas : 데이터 분석 시 사용하는 표준 라이브러리
  - 강력한 데이터 구조와 다양한 분석 도구 제공
- SciPy : 수학, 과학, 엔지니어링 분야에서 사용
  - Numpy, Matplotlib, IPython, Sympy, Pandas 등을 포함하고 있다.
- Scikit-learn : 데이터 마이닝과 데이터 분석을 위한 도구
  - 분류, 회귀, 군집, 차원축소와 같은 머신러닝 지원
- TensorFlow : 구글이 공개한 머신러닝 및 딥러닝 프레임워크
  - GPU를 이용한 연산 지원, 각종 신경망 모델을 쉽게 구현하도록 지원
- Pytorch : 머신러닝 및 딥러닝 프레임워크
  - GPU를 이용한 연산 지원, 간결한 코드, 신경망 모델을 쉽게 구현하도록 지원, 빠른 모델 훈련 시간, 실시각으로 결과값 시각화