예제로 배우는 컴퓨팅 사고와 파이썬

김성백 , 김철민 , 박찬정 지음

연두에디션 2023년 12월 14일 출간 종이책 : 2022년 08월 20일 출간

작품소개

책소개

대학의 신입생, 컴퓨팅 비 전공 대학생, 소프트웨어 및 인공 지능 개발에 입문하고자 하는 일반인 등이 쉽게 접근할 수 있게 집필된 책이다. 독자들은 이 책을 통해 컴퓨팅 사고가 컴퓨팅의 핵심 개념과 기본 원리, 주요 기법들을 어떻게 다루는지 이해하고, 융합 관련 예제들을 다루며 컴퓨팅이 융합에 어떤 역할을 하는지 알게 될 것이다.

목차

PART 1 컴퓨팅 사고의 이해
CHAPTER 1 컴퓨팅과 컴퓨팅 사고
CHAPTER 2 문제 해결과 컴퓨팅 사고
CHAPTER 3 프로그래밍과 컴퓨팅 사고
CHAPTER 4 파이썬과 컴퓨팅 사고
PART 1 종합연습문제

PART 2 파이썬 기초
CHAPTER 5 파이썬 기초 요소
CHAPTER 6 커피 자동 주문기
CHAPTER 7 숫자 추측 게임기
CHAPTER 8 구구단 게임기
CHAPTER 9 도서 검색기
CHAPTER 10 설정 시간 알리미
CHAPTER 11 간단한 계산기
PART 2 종합연습문제

PART 3 파이썬 고급
CHAPTER 12 함수와 클래스
CHAPTER 13 패턴 퀴즈 게임기
CHAPTER 14 토익 점수 분석기
CHAPTER 15 등수 계산기
CHAPTER 16 성적 처리기
CHAPTER 17 온라인 장바구니
CHAPTER 18 단어 암기 도우미
PART 3 종합연습문제

PART 4 그래픽과 GUI
CHAPTER 19 Turtle과 Tkinter
CHAPTER 20 가위바위보 게임기
CHAPTER 21 기억력 테스트 게임기
CHAPTER 22 GUI 계산기
CHAPTER 23 여행지 퀴즈 게임기
PART 4 종합연습문제

PART 5 인공지능 응용
CHAPTER 24 데이터 과학과 인공지능
CHAPTER 25 미세먼지 데이터 시각화
CHAPTER 26 원주율 계산기
CHAPTER 27 숫자 인식기
PART 5 종합연습문제

책 속으로

계산(computation), 컴퓨터(computer), 알고리즘(algorithm), 프로그래밍(programming),
이들 네 가지는 컴퓨팅의 본질을 이해하는데 있어 매우 중요한 용어이다. 컴퓨팅에서 계산(computation)이란 상태(state)가 바뀌어 가는 과정, 즉 상태 변환 과정을 의미한다. 일반적으로 우리 자신이 가장 많이 수행하고 있는 ‘계산’이 수학적 계산 활동이기에, 우리 대부분은 “계산이 무엇인가?”라는 질문을 받게 되면 여러 수치들에 다양한 연산(사칙연산 등)을 적용해 원하는 값을 구하는 활동과 연결 지어 그 의미를 설명한다. 실제로 “상태 변환 과정”으로 ‘계산’이라는 용어의 의미를 확장시킨다면, 컴퓨팅 기기에 의해 수행되고 있는 수치, 문자, 이미지, 영상 등 제반 유형의 데이터 처리 작업들 모두가 계산으로 간주될 수 있다. 이는 어떤 유형의 데이터든 그 처리 작업이 진행되면 데이터의 상태가 계속 바뀌어 가게 되기 때문이다.

그럼 우리 일상의 상태나 자연의 상태까지 상태의 범주를 넓혀서 생각한다면 어떻게 될까? 사실 세상의 모든 사물은 상태(질량, 부피, 모양, 색깔, 구성 요소들의 연결 상태, 에너지 등 제반 특성의 총체)를 가진다. 그리고 그 상태는 내적·외적 요인에 의해 변환 된다. 사람을 포함한 모든 생명체는 물론, 하늘과 땅, 강과 산, 대기, 돌 등의 자연 만물이 상태를 가지고 있으며 그 상태는 지속적으로 바뀐다. 물리 세계뿐만 아니라 관념 세계와 사이버 공간에 존재하는 사물들 역시 그렇다. 계산을 ‘상태 변환 과정’으로 일반화 시켜 정의하게 되면, 우리 주변에서 일어나고 있는 수많은 현상과 활동 모두를 계산으로 간주할 수 있을 뿐만 아니라 계산이라는 일관된 틀을 적용해 다룰 수 있게 된다.

출판사 서평

시대가 격변하고 있습니다. 제4차 산업 혁명의 수많은 이기들이 사회 전반에 엄청난 속도로 밀려들어와 우리 삶의 행태를 바꾸어 놓고 있기 때문입니다. 매일 새로운 기능의 소프트웨어들이 쏟아져 나오고, 인공지능 기술이 접목된 일상의 도구들을 우리 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있게 되었습니다. 컴퓨팅을 매개로, 심오한 학문적 발견과 다양한 기술들을 연결·융합시켜 만든 첨단의 기기들이 지금까지 인간이 해오던 일들을 대신하고 있습니다. 그로 인해 빚어지고 있는 사회 변화의 폭과 깊이와 너비는 우리 개개인이 따라가며 적응할 수 있는 차원을 훨씬 넘어서 있습니다. 그에 수반되는 문제들은 고스란히 사회 구성원들 스스로가 해결해야 할 과제로 부과되어 있을 뿐입니다.

그럼 이 시대를 살아가고 있는 우리 자신이 취해야 할 해법은 무엇일까요? 그 답을 찾으려 할 때 놓치지 말아야 할 포인트는 그런 변화의 중심에 컴퓨팅이 있고, 그 해법의 핵심부에 컴퓨팅 사고가 있다는 것입니다. 컴퓨팅 사고는 컴퓨팅의 제반 요소를 해석하고 다루고 적용할 때 기본 바탕이 되는 사고입니다. 컴퓨팅 사고는 컴퓨팅이 지닌 힘의 작용
방향과 방법을 결정할 뿐만 아니라, 우리가 상상한 것들을 실세계 속에서 작용하는 실체로 만드는데 실질적 역할을 합니다. 컴퓨팅을 제대로 알면 지금까지 일어난 변화는 물론, 앞으로 일어날 변화의 본질을 알게 됩니다.

이 책은 대학의 신입생, 컴퓨팅 비 전공 대학생, 소프트웨어 및 인공 지능 개발에 입문하고자 하는 일반인 등이 쉽게 접근할 수 있게 집필된 책입니다. 독자들은 이 책을 통해 컴퓨팅 사고가 컴퓨팅의 핵심 개념과 기본 원리, 주요 기법들을 어떻게 다루는지 이해하고, 융합 관련 예제들을 다루며 컴퓨팅이 융합에 어떤 역할을 하는지 알게 될 것입니다. 이 책을 통해 독자 여러분이 컴퓨팅 사고를 신장하고 파이썬을 익혀 인공지능 시대를 깊이 이해할 뿐만 아니라 다가오는 미래사회에 능동적으로 대처할 수 있게 되기를 기대합니다.

작가정보

저자(글) 김성백

제주대학교 사범대학 컴퓨터교육과 교수
서울대학교 컴퓨터공학과에서 학사, 석사, 박사를 마치고 제주대학교 컴퓨터교육과 교수로 재직 중이다.
대학에서 인공지능융합코딩, 객체지향프로그래밍, 컴퓨터 구조, 컴퓨터 통신 등을 가르치고 있다. 또한, 컴퓨터교육, 메타버스 기반 교육, 인공지능 융합교육 등에 대한 연구를 하고 있다.

저자(글) 김철민

제주대학교 사범대학 컴퓨터교육과 교수
서울대학교 컴퓨터공학과에서 학사, 석사, 박사를 마치고 제주대학교 컴퓨터교육과 교수로 재직 중이다. 대학에서 교양으로 컴퓨팅원리와 프로그래밍을, 전공으로 운영체제, 알고리즘, 이산수학 등을 가르치고 있다. 컴퓨터교육, 컴퓨팅 사고, 컴퓨팅 융합, 알고리즘 시각화, 교수·학습 시스템 등에 대한 연구를 하고 있다.

저자(글) 박찬정

제주대학교 사범대학 컴퓨터교육과 교수
KAIST에서 전산학 석사, 서강대학교 전자계산학과 박사를 마치고 제주대학교 컴퓨터교육과 교수로 재직 중이다. 대학에서 교양과목인 창의기초코딩으로 파이썬을 강의하고 있고, 데이터베이스와 소프트웨어 공학을 가르치고 있다. 컴퓨터교육, 융합교육, 웹앱프로그래밍 등에 대한 연구를 하고 있다.