컴퓨팅 사고와 함께하는 파이썬 기초부터 인공지능 응용까지
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▶ 이 책은 Python(파이썬)을 다룬 이론서입니다. Python(파이썬)의 기초적이고 전반적인 내용을 학습할 수 있습니다.
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출판사 리뷰
출판사 리뷰
이 책은 독자들의 컴퓨팅 사고력과 파이썬 프로그래밍 역량의 신장을 지향한다. 다양한
분야의 독자가 다양한 방식의 교수학습을 통해 해당 역량을 실질적으로 키워갈 수 있도
록 지원한다는 목적 하에 집필되었기에, 그와 연계시켜 이 책의 특징을 정리하면 다음과
같다.
1. 컴퓨팅 사고의 본질에 기초한 프로그래밍 학습 지원
-컴퓨팅 사고의 기본 바탕이 되는 컴퓨팅이 어떤 학문인지 올바로 이해할 수 있게 지원
-컴퓨팅 사고가 우리의 일상이나 주변 환경을 어떻게 바라보고 다루게 하는지 고찰함으로써 컴퓨팅 사고의 본질을 이해할 수 있게 지원
-프로그래밍과 관련해 컴퓨팅 사고의 관점에서 다루어야 할 핵심 요소들을 이해할수 있게 지원
-전문가들의 컴퓨팅 사고 적용 패러다임을 준용해 다양한 문제를 다루어 보게 함으로써 컴퓨팅 사고력이 자연스럽게 함양될 수 있게 지원
2. 다양한 유형의 교수학습 지원
-컴퓨팅 사고나 프로그래밍 관련 개념에 대한 이론 학습과 풍부한 예제를 활용한 실습 학습 병행 지원
-예제 코드를 간단히 수정ㆍ추가하는 수준의 실습해보기 문제와, 문제 상황에 대한 추가 분석이나 기능 확장 등이 요구되는 심화학습 문제를 제시해 수준별 학습 지원
-묻고 답하기, 실습해보기, 요약정리, 연습문제 등을 체계적으로 제시해 스스로 학습 지원
-적정 규모와 난이도의 예제를 선정해 다룸으로써 시간 제약이 있는 수업 등에서도 효과적으로 활용할 수 있게 지원
-장별 연습문제와 부별 종합연습문제를 다양하게 제시해 교수자가 실습 과제나 평가 목적으로 활용할 수 있게 지원
3. 컴퓨팅 비전공자들을 위한 실질적 유용성 제고
-예제 및 연습 문제, 관련 지식, 사용 용어 등의 난이도를 적절히 조율함으로써 컴퓨팅 비전공자들도 쉽게 접근할 수 있게 지원
-일상이나 여러 학문 분야의 다양한 요소를 프로그래밍으로 다루며 게임, 알고리즘, 그래픽, 인공지능과 관련된 기본 요소들을 익히게 함으로써, 일상의 문제나 타
영역의 문제, 융합 문제 등에 대한 접근 역량 제고
-컴퓨팅 사고나 파이썬 프로그래밍 관련 요소들을 기초 수준에서 다루고 있는 중·고등학교 정보 교과와의 연계성 및 위계성 고려
분야의 독자가 다양한 방식의 교수학습을 통해 해당 역량을 실질적으로 키워갈 수 있도
록 지원한다는 목적 하에 집필되었기에, 그와 연계시켜 이 책의 특징을 정리하면 다음과
같다.
1. 컴퓨팅 사고의 본질에 기초한 프로그래밍 학습 지원
-컴퓨팅 사고의 기본 바탕이 되는 컴퓨팅이 어떤 학문인지 올바로 이해할 수 있게 지원
-컴퓨팅 사고가 우리의 일상이나 주변 환경을 어떻게 바라보고 다루게 하는지 고찰함으로써 컴퓨팅 사고의 본질을 이해할 수 있게 지원
-프로그래밍과 관련해 컴퓨팅 사고의 관점에서 다루어야 할 핵심 요소들을 이해할수 있게 지원
-전문가들의 컴퓨팅 사고 적용 패러다임을 준용해 다양한 문제를 다루어 보게 함으로써 컴퓨팅 사고력이 자연스럽게 함양될 수 있게 지원
2. 다양한 유형의 교수학습 지원
-컴퓨팅 사고나 프로그래밍 관련 개념에 대한 이론 학습과 풍부한 예제를 활용한 실습 학습 병행 지원
-예제 코드를 간단히 수정ㆍ추가하는 수준의 실습해보기 문제와, 문제 상황에 대한 추가 분석이나 기능 확장 등이 요구되는 심화학습 문제를 제시해 수준별 학습 지원
-묻고 답하기, 실습해보기, 요약정리, 연습문제 등을 체계적으로 제시해 스스로 학습 지원
-적정 규모와 난이도의 예제를 선정해 다룸으로써 시간 제약이 있는 수업 등에서도 효과적으로 활용할 수 있게 지원
-장별 연습문제와 부별 종합연습문제를 다양하게 제시해 교수자가 실습 과제나 평가 목적으로 활용할 수 있게 지원
3. 컴퓨팅 비전공자들을 위한 실질적 유용성 제고
-예제 및 연습 문제, 관련 지식, 사용 용어 등의 난이도를 적절히 조율함으로써 컴퓨팅 비전공자들도 쉽게 접근할 수 있게 지원
-일상이나 여러 학문 분야의 다양한 요소를 프로그래밍으로 다루며 게임, 알고리즘, 그래픽, 인공지능과 관련된 기본 요소들을 익히게 함으로써, 일상의 문제나 타
영역의 문제, 융합 문제 등에 대한 접근 역량 제고
-컴퓨팅 사고나 파이썬 프로그래밍 관련 요소들을 기초 수준에서 다루고 있는 중·고등학교 정보 교과와의 연계성 및 위계성 고려
목차
목차
CONTENTS
■ PREFACE iv
■ 이 책의 특징 vi
■ 이 책의 구성 요소 viii
■ 강의 계획(3시수 기준) xii
■ 강의 계획(2시수 기준) xiii
PART 1 컴퓨팅 사고의 이해
CHAPTER 1 컴퓨팅과 컴퓨팅 사고 005
1.1 컴퓨팅의 이해 005
1.2 데이터와 연산의 이해 011
1.3 컴퓨터 간 상호작용과 컴퓨팅 사고 014
■ SUMMARY 019
■ 연습문제 020
CHAPTER 2 문제 해결과 컴퓨팅 사고 022
2.1 문제와 문제 해결 022
2.2 컴퓨팅 사고의 주요 요소 024
2.2.1 문제 분해 025
2.2.2 패턴 인식 027
2.2.3 추상화 028
2.2.4 알고리즘 031
2.3 문제해결 과정과 컴퓨팅 사고 040
2.4 미래 핵심 역량으로서의 컴퓨팅 사고 043
2.4.1 추상화와 자동화의 결합 045
2.4.2 메타지식 다루기 048
2.4.3 컴퓨터를 훌륭한 조력자로 만들기 050
2.4.4 컴퓨터 돕기 051
■ SUMMARY 053
■ 연습문제 055
CHAPTER 프로그래밍과 컴퓨팅 사고 058
3.1 프로그래밍 언어의 이해 058
3.2 프로그래밍 언어 번역기의 이해 060
3.3 프로그램의 구성 요소 065
■ SUMMARY 074
■ 연습문제 075
CHAPTER 4 파이썬과 컴퓨팅 사고 077
4.1 파이썬 인터프리터의 이해 077
4.2 파이썬 언어의 주요 요소와 컴퓨팅 사고 079
4.3 컴퓨팅 사고로 배우는 파이썬 프로그래밍 082
4.3.1 핵심 학습 요소 083
4.3.2 문제 상황 083
4.3.3 문제 분석 083
4.3.4 알고리즘 085
4.3.5 프로그래밍 086
4.3.6 테스트와 디버깅 086
4.3.7 심화 활동 087
4.3.8 SUMMARY 087
4.3.9 연습 문제 087
■ SUMMARY 088
■ 연습문제 089
PART1 종합연습문제 090
PART 2 파이썬 기초
CHAPTER 5 파이썬 기초 요소 095
5.1 입출력 095
5.1.1 입력 095
5.1.2 출력 096
5.2 변수 097
5.3 데이터 형 100
5.4 연산 106
5.5 선택 110
5.6 반복 115
5.6.1 for 문 116
5.6.2 while 문 118
5.7 기타 제어 119
5.7.1 continue와 break 문 119
5.7.2 pass 문 120
5.7.3 주석문 120
■ SUMMARY 121
■ 연습문제 122
CHAPTER 6 커피 자동 주문기 124
■ SUMMARY 132
■ 연습문제 133
CHAPTER 7 숫자 추측 게임기 134
■ SUMMARY 143
■ 연습문제 144
CHAPTER 8 구구단 게임기 145
■ SUMMARY 153
■ 연습문제 154
CHAPTER 9 도서 검색기 156
■ SUMMARY 165
■ 연습문제 166
CHAPTER 10 설정시간 알리미 168
■ SUMMARY 176
■ 연습문제 177
CHAPTER 11 간단한 계산기 179
■ SUMMARY 188
■ 연습문제 189
PART2 종합연습문제 191
PART 3 파이썬 고급
CHAPTER 12 함수와 클래스 197
12.1 함수 197
12.1.1 함수란? 197
12.1.2 인자 전달 201
12.1.3 리턴 값 202
12.1.4 리턴 값 2개 203
12.1.5 변수의 참조 범위와 전역 변수 205
12.1.6 재귀 함수 208
12.2 클래스 209
12.2.1 클래스란? 209
12.2.2 객체 생성 210
12.2.3 객체 초기화 212
12.3 예외 처리 214
■ SUMMARY 221
■ 연습문제 222
CHAPTER 13 패턴 퀴즈 게임기 224
■ SUMMARY 232
■ 연습문제 233
CHAPTER 14 토익 점수 분석기 234
■ SUMMARY 241
■ 연습문제 242
CHAPTER 15 시차 계산기 244
■ SUMMARY 251
■ 연습문제 252
CHAPTER 16 성적 처리기 253
■ SUMMARY 260
■ 연습문제 261
CHAPTER 17 온라인 장바구니 263
■ SUMMARY 270
■ 연습문제 271
CHAPTER 18 단어 암기 도우미 272
■ SUMMARY 285
■ 연습문제 286
PART3 종합연습문제 289
PART 4 그래픽과 GUI
CHAPTER 19 Turtle과 Tkinter 293
19.1 Turtle 293
19.2 Tkinter 300
19.3 파일 I/O 309
19.3.1 파일 열기 310
19.3.2 파일 쓰기 310
19.3.3 파일 읽기 311
19.3.4 파일 닫기 311
19.3.5 파일 처리 예제 311
■ SUMMARY 315
■ 연습문제 316
CHAPTER 20 가위바위보 게임기 318
■ SUMMARY 325
■ 연습문제 326
CHAPTER 21 기억력 테스트 게임기 328
■ SUMMARY 334
■ 연습문제 335
CHAPTER 22 GUI 계산기 337
■ SUMMARY 344
■ 연습문제 345
CHAPTER 23 여행지 퀴즈 게임기 346
■ SUMMARY 354
■ 연습문제 355
PART4 종합연습문제 356
PART 5 인공지능 응용
CHAPTER 24 데이터 과학과 인공지능 363
24.1 빅데이터란? 363
24.2 머신 러닝과 딥러닝 366
24.2.1 인공지능 366
24.2.2 머신러닝 368
24.2.3 딥러닝 368
24.3 matplotlib 369
24.3.1 점과 선 그래프 그리기 370
24.3.2 막대그래프(bar chart) 그리기 372
24.3.3 여러 개의 그래프 같이 보여주기 372
24.3.4 한글 이름 사용하기 374
24.3.5 산포도 그래프 그리기 376
24.3.6 이미지 보여주기 377
24.4 numpy 377
24.5 pandas 380
24.6 Scikit-learn(사잇킷런) 384
24.7 Keras(케라스) 385
■ SUMMARY 392
■ 연습문제 393
CHAPTER 25 미세먼지 데이터 시각화 394
■ SUMMARY 403
■ 연습문제 404
CHAPTER 26 원주율 계산기 407
■ SUMMARY 416
■ 연습문제 417
CHAPTER 27 숫자 인식기 419
■ SUMMARY 427
■ 연습문제 428
PART5 종합연습문제 430
INDEX 433
■ PREFACE iv
■ 이 책의 특징 vi
■ 이 책의 구성 요소 viii
■ 강의 계획(3시수 기준) xii
■ 강의 계획(2시수 기준) xiii
PART 1 컴퓨팅 사고의 이해
CHAPTER 1 컴퓨팅과 컴퓨팅 사고 005
1.1 컴퓨팅의 이해 005
1.2 데이터와 연산의 이해 011
1.3 컴퓨터 간 상호작용과 컴퓨팅 사고 014
■ SUMMARY 019
■ 연습문제 020
CHAPTER 2 문제 해결과 컴퓨팅 사고 022
2.1 문제와 문제 해결 022
2.2 컴퓨팅 사고의 주요 요소 024
2.2.1 문제 분해 025
2.2.2 패턴 인식 027
2.2.3 추상화 028
2.2.4 알고리즘 031
2.3 문제해결 과정과 컴퓨팅 사고 040
2.4 미래 핵심 역량으로서의 컴퓨팅 사고 043
2.4.1 추상화와 자동화의 결합 045
2.4.2 메타지식 다루기 048
2.4.3 컴퓨터를 훌륭한 조력자로 만들기 050
2.4.4 컴퓨터 돕기 051
■ SUMMARY 053
■ 연습문제 055
CHAPTER 프로그래밍과 컴퓨팅 사고 058
3.1 프로그래밍 언어의 이해 058
3.2 프로그래밍 언어 번역기의 이해 060
3.3 프로그램의 구성 요소 065
■ SUMMARY 074
■ 연습문제 075
CHAPTER 4 파이썬과 컴퓨팅 사고 077
4.1 파이썬 인터프리터의 이해 077
4.2 파이썬 언어의 주요 요소와 컴퓨팅 사고 079
4.3 컴퓨팅 사고로 배우는 파이썬 프로그래밍 082
4.3.1 핵심 학습 요소 083
4.3.2 문제 상황 083
4.3.3 문제 분석 083
4.3.4 알고리즘 085
4.3.5 프로그래밍 086
4.3.6 테스트와 디버깅 086
4.3.7 심화 활동 087
4.3.8 SUMMARY 087
4.3.9 연습 문제 087
■ SUMMARY 088
■ 연습문제 089
PART1 종합연습문제 090
PART 2 파이썬 기초
CHAPTER 5 파이썬 기초 요소 095
5.1 입출력 095
5.1.1 입력 095
5.1.2 출력 096
5.2 변수 097
5.3 데이터 형 100
5.4 연산 106
5.5 선택 110
5.6 반복 115
5.6.1 for 문 116
5.6.2 while 문 118
5.7 기타 제어 119
5.7.1 continue와 break 문 119
5.7.2 pass 문 120
5.7.3 주석문 120
■ SUMMARY 121
■ 연습문제 122
CHAPTER 6 커피 자동 주문기 124
■ SUMMARY 132
■ 연습문제 133
CHAPTER 7 숫자 추측 게임기 134
■ SUMMARY 143
■ 연습문제 144
CHAPTER 8 구구단 게임기 145
■ SUMMARY 153
■ 연습문제 154
CHAPTER 9 도서 검색기 156
■ SUMMARY 165
■ 연습문제 166
CHAPTER 10 설정시간 알리미 168
■ SUMMARY 176
■ 연습문제 177
CHAPTER 11 간단한 계산기 179
■ SUMMARY 188
■ 연습문제 189
PART2 종합연습문제 191
PART 3 파이썬 고급
CHAPTER 12 함수와 클래스 197
12.1 함수 197
12.1.1 함수란? 197
12.1.2 인자 전달 201
12.1.3 리턴 값 202
12.1.4 리턴 값 2개 203
12.1.5 변수의 참조 범위와 전역 변수 205
12.1.6 재귀 함수 208
12.2 클래스 209
12.2.1 클래스란? 209
12.2.2 객체 생성 210
12.2.3 객체 초기화 212
12.3 예외 처리 214
■ SUMMARY 221
■ 연습문제 222
CHAPTER 13 패턴 퀴즈 게임기 224
■ SUMMARY 232
■ 연습문제 233
CHAPTER 14 토익 점수 분석기 234
■ SUMMARY 241
■ 연습문제 242
CHAPTER 15 시차 계산기 244
■ SUMMARY 251
■ 연습문제 252
CHAPTER 16 성적 처리기 253
■ SUMMARY 260
■ 연습문제 261
CHAPTER 17 온라인 장바구니 263
■ SUMMARY 270
■ 연습문제 271
CHAPTER 18 단어 암기 도우미 272
■ SUMMARY 285
■ 연습문제 286
PART3 종합연습문제 289
PART 4 그래픽과 GUI
CHAPTER 19 Turtle과 Tkinter 293
19.1 Turtle 293
19.2 Tkinter 300
19.3 파일 I/O 309
19.3.1 파일 열기 310
19.3.2 파일 쓰기 310
19.3.3 파일 읽기 311
19.3.4 파일 닫기 311
19.3.5 파일 처리 예제 311
■ SUMMARY 315
■ 연습문제 316
CHAPTER 20 가위바위보 게임기 318
■ SUMMARY 325
■ 연습문제 326
CHAPTER 21 기억력 테스트 게임기 328
■ SUMMARY 334
■ 연습문제 335
CHAPTER 22 GUI 계산기 337
■ SUMMARY 344
■ 연습문제 345
CHAPTER 23 여행지 퀴즈 게임기 346
■ SUMMARY 354
■ 연습문제 355
PART4 종합연습문제 356
PART 5 인공지능 응용
CHAPTER 24 데이터 과학과 인공지능 363
24.1 빅데이터란? 363
24.2 머신 러닝과 딥러닝 366
24.2.1 인공지능 366
24.2.2 머신러닝 368
24.2.3 딥러닝 368
24.3 matplotlib 369
24.3.1 점과 선 그래프 그리기 370
24.3.2 막대그래프(bar chart) 그리기 372
24.3.3 여러 개의 그래프 같이 보여주기 372
24.3.4 한글 이름 사용하기 374
24.3.5 산포도 그래프 그리기 376
24.3.6 이미지 보여주기 377
24.4 numpy 377
24.5 pandas 380
24.6 Scikit-learn(사잇킷런) 384
24.7 Keras(케라스) 385
■ SUMMARY 392
■ 연습문제 393
CHAPTER 25 미세먼지 데이터 시각화 394
■ SUMMARY 403
■ 연습문제 404
CHAPTER 26 원주율 계산기 407
■ SUMMARY 416
■ 연습문제 417
CHAPTER 27 숫자 인식기 419
■ SUMMARY 427
■ 연습문제 428
PART5 종합연습문제 430
INDEX 433
저자
저자
김성백
제주대학교 사범대학 컴퓨터교육과 교수
서울대학교 컴퓨터공학과에서 학사, 석사, 박사를 마치고 제주대학교 컴퓨터교육과 교수로 재직 중이다.
대학에서 창의융합코딩, 객체지향프로그래밍, 컴퓨터 구조, 컴퓨터 통신 등을 가르치고 있다. 또한, 컴퓨터교육, 컴퓨팅 융합, 빅데이터 분석 등에 대한 연구를 하고 있다.
서울대학교 컴퓨터공학과에서 학사, 석사, 박사를 마치고 제주대학교 컴퓨터교육과 교수로 재직 중이다.
대학에서 창의융합코딩, 객체지향프로그래밍, 컴퓨터 구조, 컴퓨터 통신 등을 가르치고 있다. 또한, 컴퓨터교육, 컴퓨팅 융합, 빅데이터 분석 등에 대한 연구를 하고 있다.
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