Python 개념 및 개요

1. 프로그래밍 개요

프로그램(Program)이란

• 컴퓨터에 특정 작업을 실행시키기 위한 처리 방법과 순서를 논리적으로 작성한 명령문들의 집합

관련 용어

• 로직(Logic)
  • 프로그램이 시작해서 목적한 결과를 낼 때까지 일의 순서, 논리적인 흐름을 프로그램 로직이라 한다.
• 프로그래밍(Programming)
  • 로직을 작성하는 작업
  • 코드를 작성하는 일이므로 코딩이라고도 한다.
• 프로그래밍 언어(Programming Language)
  • 프로그램을 작성할 때 사용하는 언어
  • 범용적인 언어: 파이썬, 자바, C언어
  • 특수 목적의 언어: R, SQL
  • https://www.tiobe.com/tiobe-index/
• Library, API
  • 프로그램을 작성하는데 자주 반복적으로 사용되는 코드들을 미리 작성해 제공하는 것을 말한다.
  • 파이썬에서는 패키지라고도 한다.

프로그래밍 언어

• 프로그램 작성시 언어
  • 프로그램은 사람이 이해하는 언어로 작성한다.
  • High Level Language 이라고 한다.
  • High Level Language로 코드를 작성한 것을 Source code 라고 한다.
• 프로그램 실행시 언어
  • 컴퓨터는 사람의 언어를 이해하거나 저장하지 못한다. 0과 1(on/off)의 2진 데이터(binary code)의 기계어를 사용한다.
  • Low Level Language
  • 기계어로 변환된 코드를 Binary Code라고 한다.

  

Compile과 Interprete

• 사람이 이해하는 High Level Language 로 작성한 프로그램 코드를 실행할 때는 기계가 이해하는 언어인 기계어(Binary code)로 변환해야 한다.
  언어들 마다 변환하는 방식은 다르지만 다음 두가지 방식이 있다.
• Compiled 방식
  • Compiler(컴파일러)라는 변환프로그램을 이용해 소스 코드를 한번에 변환해 기계어로된 파일을 생성한다.
  • 소스코드가 아닌 변경된 기계어 파일(바이너리 파일)을 실행한다.
  • 장점
    • 프로그램 실행속도가 빠르다.
  • 단점
    • OS(Platform) 종속적인이다. 그래서 OS별로 프로그램을 작성해야 한다.
• Interpreted 방식
  • 소스코드를 바로 실행한다.
  • Interpreter(인터프리터)라는 실행환경(Runtime Environment)이 실행시 명령문단위로 기계어로 변환하여 실행한다.
  • 장점
    • OS(Platform) 독립적이다. 그래서 프로그램을 하나만 구현하면 OS상관없이 실행된다.
    • 단 각 OS에는 그 환경에 맞는 Interpreter가 설치되어 있어야 한다.
  • 단점
    • 실행하는 도중 기계어로 변환하기 때문에 속도가 느리다
  • 파이썬은 Interpreted 방식의 언어이다.

2. Python(파이썬)

• 1991년 네덜란드 프로그래머 귀도 판 로섬(Guido van Rossum) 이 만든 프로그래밍 언어.
• 평이한 영어로 이해할 수 있는 코드와, 일상적인 업무에 적용할 수 있고 프로그램 개발시 긴 시간을 필요로 하지 않는 언어를 목표로 개발함.
• 파이썬 3
  • 2008년 12월 3일에 기존 2.X 버전과 분리하여 하위호환이 안되는 버전으로 발표됨.
  • 2.x와 3.x는 각각 따로 버전업을 하다 파이썬 2 버전은 2020년 1월 이후 지원이 중단되었다.

파이썬의 특징

• 구문의 가독성이 좋다.
  • 코드는 작성하는 것 보다 읽는 경우가 많다. 는 명제 아래 코딩 스타일의 일관성을 유지하여 가독성을 높이는 것을 중시한다.
• 유지보수성이 좋다.
  • 파이썬은 배우기 쉽고, 코드를 읽기 쉽기 때문에 유지보수성이 좋다.
• Interpreted 언어이므로 OS 독립적인 프로그램 작성이 가능
• 다른 언어와의 유연한 확장 구조
  • C나 Java 언어로 작성된 함수들을 호출할 수 있다.
• 동적타입(Dynamically typed)
  • 변수의 타입을 고정하지 않기 때문에 하나의 변수에 다른타입의 값을 대입할 수 있다.
• 방대한 라이브러리
  • 강력한 표준라이브러리 제공
  • 잘 갖춰진 생태계
    • 풍부한 라이브러리들을 다양한 집단에서 제공하여(3rd party Library) 개발 생산성이 좋다.

파이썬에서는 라이브러리를 패키지라고도 표현한다.

파이썬으로 할 수있는 것

• 업무 자동화
  • 스크립트
    • 다른 프로그램이나 system을 제어하는 프로그램을 스크립트라고 한다.
    • 파이썬으로 스크립트를 작성하여 컴퓨터로 하는 다양한 작업을 자동화 시킬 수 있다.
• 범용 어플리케이션 프로그램 개발
  • GUI 기반의 독립형 어플리케이션 개발
• 데이터 과학과 머신러닝
  • 최근에 파이썬이 각광 받는 이유
  • numpy, pandas, scikit-learn등 데이터분석과 머신러닝, 딥러닝관련 강렬한 파이썬 라이브러리들이 있다.
• 웹 어플리케이션, Open API
  • Django, Flask, Fast API 와 같은 파이썬 기반 웹 프레임워크를 이용하면 웹 어플리케이션을 빠르고 쉽게 개발 할 수 있다.

파이썬으로 할 수 없는 것

• 시스템 프로그래밍(하드웨어 전용 드라이버, 펌웨어등). (C/C++등을 이용)
• 모바일 앱 개발
  • kivy 라이브러리를 이용하면 가능은 하나 아직 활성화 되지 않았다.

3. 파이썬 실행환경에 라이브러리 설치

PyPI (Python Package Index) 이용

• 파이썬 3rd party Library들의 저장소
  • 파이썬의 Library들이 관리되고 있는 라이브러리 중앙 저장소
  • 파이썬은 필요한 라이브러리들을 pip 명령어를 이용해 PyPI에서 다운 받아 설치 하여 사용한다.
  • https://pypi.org/
    • 패키지 검색 사이트

Conda package repository 이용

• 아나콘다에서 관리하는 패키지 저장소
• https://anaconda.org/anaconda/repo
  • 패키지 검색 사이트

4. 추가 메모 사항.

• library 개념
  • first library party: 파이썬
  • 2nd library party: 개발자
  • 3rd library party: 제 3자(사용자)
    • pip library: 작업성 빠름, 안정성 X
    • conda library: 작업성 느림, 안정성 O
• 숫자형(Numeric): 정수(int)와 실수(float) 형이 있다.

1. 정수 표현식
   • 10, 20, -1, -20, 0
   • 16진수 표기
     • 0x 로 시작 (0xAF29)
   • 8진수 표기
     • 0o 으로 시작 (0o71)

2. 실수 표현식

   • 20.1, 0.123411, 15.2321598
   • 지수표기법
     • 5𝑒7 -> 5.0𝑡𝑖𝑚𝑒𝑠107
     • 3𝑒−7 -> 3× 10^-7$
     • 5’e7 -> 5 * 10에 7승