실전 파이썬 핸즈온 프로젝트

문제 해결과 실무 응용력을 키우기 위한 나만의 파이썬 포트폴리오 만들기

리본 지음 | 오현석 옮김

책만 2022년 07월 27일 출간 종이책 : 2022년 05월 31일 출간

작품소개

책소개

우리도 전문가처럼 파이썬 프로그램을 만들 수 있다! 짤막한 파이썬 스크립트를 돌리고 그저 결과만 확인하는 단편적인 학습 방식에서 이제는 벗어나자! 통계학, 물리학, 천문학 등 흥미로운 실생활의 16가지 프로젝트로 접근하는, 완전하게 동작 가능한 파이썬 애플리케이션 만들기 대작전! OpenCV, NLTK, 넘파이, 판다스 등을 활용해 컴퓨터 비전, NLP(자연어 처리)를 비롯한 풍부한 프로젝트를 직접 해결하며 배우는 실전 파이썬 학습서.

목차

1장 베이즈 확률로 위치 예측하기 - “실종된 난파선 선원을 찾아라”
베이즈 규칙
[프로젝트#1] 수색과 구조
__전략
__파이썬 라이브러리 설치
__베이즈 코드
__게임 플레이
[도전 프로젝트] 더 영리한 수색 방법
[도전 프로젝트] 몬테카를로 시뮬레이션으로 최선의 전략 찾기
[도전 프로젝트] 탐지 확률 계산하기

2장 NLTK로 문서 간 유사도 측정하기 - “이 소설의 원작자는 누구일까”
[프로젝트#2] 사냥개, 전쟁, 잃어버린 세계
__전략
__NLTK 설치
__코퍼스
__스타일로메트리 코드
[실습 프로젝트] 분산도 그래프를 사용한 개 사냥
[실습 프로젝트] 구두점 히트맵
[도전 프로젝트] 빈도수 고정

3장 NLTK로 텍스트 요약하기 - “핵심 문장을 뽑아내고 단어 구름을 만들어보자”
[프로젝트#3] 나에게는 꿈이 있습니다… 연설을 요약하고픈!
__전략
__웹 스크레이핑
__‘나에게는 꿈이 있습니다’ 코드
[프로젝트#4] gensim을 사용한 연설문 요약
__gensim 설치
__‘침대부터 정리하라’ 코드
[프로젝트#5] 단어 구름을 활용한 텍스트 요약
__PIL 모듈과 단어 구름 모듈
__단어 구름 코드
__단어 구름 미세 조정하기
[도전 프로젝트] 친목의 밤을 위한 단어 구름 게임 만들기
[도전 프로젝트] 요약본 더 간추리기
[도전 프로젝트] 소설 요약
[도전 프로젝트] 요약에 들어갈 문장만큼 순서도 중요하다!

4장 암호화 기법으로 안전한 메시지 전송하기 - “해독 불가능한 암호문을 작성해보자”
원타임 패드
레베카 암호
[프로젝트#6] 레베카의 ‘디지털’ 열쇠
__전략
__암호화 코드
__메시지 보내기
[실습 프로젝트] 문자 빈도 그래프 그리기
[실습 프로젝트] 2차 세계대전 방식으로 비밀 메시지 보내기

5장 OpenCV로 이미지 차이 분석하기 - “천체 이미지로 명왕성을 찾아보자”
[프로젝트#7] 반짝 비교정 복제품 만들기
__전략
__데이터
__반짝 비교정 코드
__반짝 비교정 사용하기
[프로젝트#8] 이미지 차이를 판별해 일시적 천체 감지하기
__전략
__일시적 천체 감지기 코드
__일시적 천체 감지기 사용
[실습 프로젝트] 궤도 경로 그리기
[실습 프로젝트] 차이가 무엇일까?
[도전 프로젝트] 별의 개수 세기

6장 터틀 그래픽으로 궤적 그리기 - “우주 경쟁에서 승리하기 위한 아폴로 8호의 궤적 시뮬레이션”
아폴로 8 미션의 개요
__자유 귀환 궤적
__삼체 문제
[프로젝트#9] 아폴로 8호를 타고 달로 가자!
__turtle 모듈 사용
__전략
__아폴로 8호 자유 귀환 코드
__시뮬레이션 실행하기
[실습 프로젝트] 수색 패턴 시뮬레이션
[실습 프로젝트] 나를 끌어올려 줘!
[실습 프로젝트] 나를 멈춰줘!
[도전 프로젝트] 실제 규모의 시뮬레이션
[도전 프로젝트] 실제 아폴로 8호

7장 넘파이로 통계 분석 처리하기 - “안전한 화성 착륙 지점을 찾아라”
안전하게 화성에 착륙시킬 방법
MOLA 지도
[프로젝트#10] 화성 착륙 지점 선택하기
__전략
__착륙 지점 선택 코드
__결과
[실습 프로젝트] 이미지에 표시한 도형이 통곗값에 미치는 영향 확인하기
[실습 프로젝트] 고도 프로파일 추출하기
[실습 프로젝트] 3차원 그래프 그리기
[실습 프로젝트] 지도 혼합하기
[도전 프로젝트] 세 화산에 걸친 고도 프로파일 추출하기
[도전 프로젝트] 영역 직사각형 변경하기

8장 OpenCV로 이미지를 처리하고 맷플롯립으로 시각화하기 - “멀리 떨어져 있는 외계행성을 찾아라”
통과 광선 측정법
[프로젝트#11] 외계행성의 통과 시뮬레이션하기
__전략
__통과 코드
__통과 광선 측정법으로 실험해보기
[프로젝트#12] 외계행성 사진 찍기
__전략
__픽셀화기(pixelator) 코드
[실습 프로젝트] 외계 거대 구조물 감지하기
[실습 프로젝트] 소행성의 통과를 감지하기
[실습 프로젝트] 주연감광 포함하기
[실습 프로젝트] 흑점 감지하기
[실습 프로젝트] 외계인의 함대 탐지하기
[실습 프로젝트] 달이 있는 행성 감지하기
[실습 프로젝트] 외계행성의 하루 길이 측정하기
[도전 프로젝트] 동적인 광도 곡선

출판사 서평

독자 여러분이 지금까지 그저 파이썬 언어의 구문만 만지작거리는 수준이었다면, 이 책에서 다루는 [실습 프로젝트]를 직접 수행함으로써 프로그램을 완벽하게 작성하는 수준으로 즉시 성장할 수 있을 것이다. 이 책에서 우리는 실험을 수행하고, 통계 개념을 탐구하며, 외계 행성을 탐지하는 등 인류의 역사 속에서 천재들을 괴롭혔던 새로운 문제를 해결하면서 파이썬 기술을 연마해 나간다.
각 장은 명확히 프로젝트의 목표를 정의하면서 시작하고, 문제를 공략하는 방법을 논의한 다음, 전문 프로그래머처럼 생각하도록 고안된 16가지 실습 과제를 다뤄본다. 이 책에서 함께 해안 경비대의 수색 및 구조 작업을 돕고, 나사(NASA)의 달 비행을 계획하고 실행하며, 얼굴 인식을 사용해 보안이 필요한 실험실의 출입을 제한하는 등의 과업을 수행해보자.
이 책의 실습 프로그램은 초보자도 쉽게 이해할 수 있다. 하지만, 단계가 진행됨에 따라 점차 수준 높은 기법을 배울 수 있으며, 그에 따라 여러분의 코딩 능력도 향상될 것이다. 이 책에서 주어진 과업을 모두 달성하고 나면, 파이썬을 활용해 실생활의 여러 문제를 풀 수 있는 역량을 갖추게 될 것이다.

| 이 책에서 다루는 내용 |
- 맷플롯립(matplotlib), 넘파이(NumPy, 보케(Bokeh), 판다스(pandas), 리퀘스츠(Requests), 뷰티플 수프(Beautiful Soup) 등의 라이브러리 사용법
- NLTK와 OpenCV 같은 자연어 처리와 컴퓨터 비전 모듈을 다루는 방법
- 별 시야(star field)상에서 이동하는 천체를 감지하고 추적하는 프로그램을 작성해보는 프로젝트
- 인터넷에서 연설문을 스크레이핑해서 자동으로 요약해보는 프로젝트
- 화성 궤도 레이저 고도계(MOLA) 지도를 사용해 화성 우주선이 착륙할 지점을 선택하는 프로젝트
- 데이터 시각화와 그래프 그리기 도구의 도움을 받아서 좀비 아포칼립스 상황에서 살아남게 하는 프로젝트

| 이 책의 구성 |
1장 베이즈 확률로 위치 예측하기 - “실종된 난파선 선원을 찾아라”
파이썬만에서 발생한 실종 사건에서 해안 경비대가 효율적으로 탐색과 구조 임무를 수행하도록, 베이즈 확률 규칙을 사용해 돕는다. OpenCV, NumPy, itertools 모듈을 활용한다.

2장 NLTK로 문서 간 유사도 측정하기 - “이 소설의 원작자는 누구일까”
자연어 처리를 통해 아서 코난 도일이나 H. G. 웰스 중 누가 『잃어버린 세계』를 썼는지를 결정한다. NLTK, matplotlib 등의 모듈은 물론이고 불용어(stop words), 품사, 어휘의 풍부함, 자카드 유사성(Jaccard similarity) 등의 스타일로메트리(stylometry) 기법을 활용한다.

3장 NLTK로 텍스트 요약하기 - “핵심 문장을 뽑아내고 단어 구름을 만들어보자”
마틴 루터의 ‘나에게는 꿈이 있습니다’와 같은 유명한 연설을 인터넷에서 긁어와서 요점을 요약한다. 그리고 소설 본문을 멋진 광고나 판촉 글로 변환한다. BeautifulSoup, Requests, regex, NLTK, Collections, wordcloud, matplotlib 등을 활용한다.

4장 암호화 기법으로 안전한 메시지 전송하기 - “해독 불가능한 암호문을 작성해보자”
켄 폴릿의 베스트셀러 스파이 소설인 『레베카의 열쇠』에 나오는 원타임 패드 방식을 디지털 방식으로 재구성해서, 아무도 깰 수 없는 암호문을 여러분의 친구와 함께 공유한다. Collections 모듈을 활용한다

5장 OpenCV로 이미지 차이 분석하기 - “천체 이미지로 명왕성을 찾아보자”
클라이드 톰보가 1930년 명왕성을 발견할 때 사용한 장치인 ‘반짝 비교정’을 복원한다. 그리고 현대적인 컴퓨터 비전 기술을 사용해 자동으로 행성이나 운석과 같이 별 시야에서 이동 중인 순간적인 천체를 찾아낸다. OpenCV와 NumPy를 활용한다.

6장 터틀 그래픽으로 궤적 그리기 - “우주 경쟁에서 승리하기 위한 아폴로 8호의 궤적 시뮬레이션”
위험한 도박에 참여해 미국의 아폴로 8호가 달 착륙 경쟁에서 승리할 수 있도록 돕는다. 미 항공우주국 나사(NASA)가 예상보다 1년이나 더 일찍 달 궤도에 도착해서 소련이 실질적으로 달 착륙 프로그램을 포기하게 만든, 똑똑한 자유 귀환 비행 궤적을 그림으로 그려서 실행해본다. turtle 모듈을 활용한다.

7장 넘파이로 통계 분석 처리하기 “- 안전한 화성 착륙 지점을 찾아라”
실제적인 미션 목표를 사용해 화성 착륙선의 잠재적인 착륙 후보지 범위를 좁힌다. 화성 지도에 후보 지점과 각 지점의 통계를 요약해 표시한다. OpenCV, 파이썬 이미징 라이브러리(Python Imaging Library), PIL, NumPy, tkinter에 대한 경험을 얻을 수 있다.

8장 OpenCV로 이미지를 처리하고 맷플롯립으로 시각화하기 - “멀리 떨어져 있는 외계행성을 찾아라”
외계행성이 항성의 앞을 통과하는 우주적 사건을 시뮬레이션하면서, 상대적인 광도 변화를 그래프로 그리고 행성의 지름을 추정한다. 새로 발사된 제임스 웹 우주 망원경이

작가정보

저자(글) 리본

저자 : 리본
Lee Vaughan
프로그래머이며, 열렬한 대중문화 애호자이자 교육자이고, 저자로 활약 중이다. 엑슨모빌ExxonMobil의 임원급 과학자로, 수십 년 동안 복잡한 컴퓨터 모델을 구성, 검토하고, 소프트웨어를 개발, 테스트했으며, 지질학자와 엔지니어를 교육해왔다. 독학을 하는 파이썬 프로그래머들이 자신의 파이썬 기술을 날카롭게 다듬으면서 흥미를 느낄 수 있도록 이 책과 『신비한 파이썬 프로젝트』(영진닷컴, 2020)를 저술했다.

역자 : 오현석
비사이드소프트BSIDESOFT 이사로 일하면서 매일매일 고객의 요청에 따라 코드를 만들어내고 있는 현업 개발자다. 어릴 때 처음 컴퓨터를 접하고 매혹된 후 경기과학고, KAIST 전산학과(프로그래밍 언어 전공 석사)를 거치면서 계속 컴퓨터를 사용해왔다.
직장에서는 주로 코틀린이나 자바를 사용한 서버 프로그래밍을 하고, 주말이나 빈 시간에는 번역을 하거나 공부를 하면서 즐거움을 찾는다. 시간이 아주 많이 남을 때는 시뮬레이션 게임을 하면서 머리를 식히며 놀고, 어떻게 하면 막내자식을 프로그래밍의 세계로 끌어들일 수 있을까 고민 중인 아빠이기도 하다.
『코어 파이썬 애플리케이션 프로그래밍 Core Python Applications Programming Third Edition』(에이콘출판, 2014)을 시작으로 『Kotlin in Action』(에이콘출판, 2017), 『한 권으로 읽는 컴퓨터 구조와 프로그래밍』(책만, 2021), 『파이썬으로 살펴보는 아키텍처 패턴』(한빛미디어, 2021), 『Programming in Scala 4/e』(에이콘출판, 2021) 등 30여 권의 책을 번역했다.

번역 오현석

작가의 말

[지은이의 글]
파이썬 코딩 기초를 배웠다면 실제 세상에서 써먹을 수 있는 완전한 프로그램을 작성할 준비가 된 것이다. 이 책에서는 아폴로 8호의 달 착륙 경쟁을 돕고, 클라이드 톰보(Clyde Tombaugh)가 명왕성을 발견하도록 도우며, 화성에서 운행될 로버(Rover)가 활동할 착륙 지점을 선택하고, 외계행성의 위치를 찾고, 친구들에게 극비 메시지를 보내며, 괴물 돌연변이들과 싸우고, 난파선 선원을 돕고, 좀비로부터 탈출하는 등의 모험을 모두 파이썬 프로그래밍 언어를 사용해 진행할 것이다. 이 과정에서 OpenCV, NLTK, NumPy, pandas, matplotlib 등의 컴퓨터 비전, 자연어 처리, 과학 계산 모듈을 사용하고 여러분의 프로그래밍 생활을 편하게 해줄 다양한 패키지들도 살펴본다.
파이썬 코딩 기초를 배웠다면 실제 세상에서 써먹을 수 있는 완전한 프로그램을 작성할 준비가 된 것이다.