실전 파이썬 핸즈온 프로젝트

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.

[추천의 글]
초보 딱지를 떼고 실생활과 연관된 재미 있는 예제를 찾아나선 파이썬 프로그래머라면 이 책을 읽어야 한다.
- <긱 테크 스터프(Geek Tech Stuff)>

파이썬을 공부하는 모든 이에게 초강추!
- 켈리 퍼레디스(Kelly Paredes) / ‘티칭 파이썬(Teaching Python)’ 팟캐스트 운영자

머신러닝은 배웠는데 그걸로 당최 뭘 해야 할지 모른다면 이 책을 읽어라!
- 이안 마이저(Ian Mizer) / 애틀란타 파이썬 프로그래머 그룹

이 책을 읽고 바로 실행해보라. 어느 분야에서 일하든, 실세계의 문제를 해결하는 프로그램을 짜고 도전적인 과제를 해결할 준비가 된 자신을 발견하게 될 것이다.
- 샌드라 헨리스토커(Sandra Henry-Stocker) / <네트워크 월드(IDG)> 리눅스 저널리스트

프로그래밍 세상에 첫발을 내디뎠을 때가 생각나는가? 컴퓨터라는 만능 기계를 완전히 통제할 수 있다는 기쁨도 잠깐이고, 말이 통하지 않는 하인을 어떻게 활용해야 할지 난관에 부딪히면서 좌절감이 들기 시작한다. 모든 일을 할 수 있으면서, 한편 아무 일도 하지 못하는 컴퓨터를 길들이기 위해 여러 가지 시도를 한다. 프로그래밍 언어를 배우면서 표준 라이브러리를 기웃거리다가, 다양한 프레임워크와 외부 라이브러리를 활용하면서 오픈소스로 만들어진 각종 소프트웨어를 실행하고 경우에 따라 뜯어보게 된다. 여기까지 진행해왔다면 근본적인 질문이 떠오르기 마련이다. 실생활에서 부딪히는 문제를 풀기 위해 컴퓨터를 활용하려 한 건데 정작 나는 컴퓨터가 제대로 동작하게 만드는 기술만 익히고 있는 건 아닐까?
하지만 현실에서 직면한 문제를 잘 정의한 다음에 컴퓨터가 해결하도록 만드는 작업은 결코 쉽지 않다. 많은 대기업과 스타트업의 사무실에서 수많은 개발자들이 매일같이 더 나은 세상을 만들기 위한 소프트웨어 개발에 매진하고 있다는 사실이 이를 증명한다. 사람은 모호한 요구사항도 적절히 알아서 처리하는 융통성이 있지만, 컴퓨터는 한 바이트만 잘못되어도 문제 풀이를 거부한다. 아니, 이는 지극히 사람 관점으로 바라본 아쉬움이고, 컴퓨터는 사람의 명령을 거부하는 대신 잘못된 한 바이트까지 묵묵하게 수행할 뿐이다. 소프트웨어 개발이 어려운 이유를 설명하려면, 컴퓨터가 존재하는 세상과 사람이 살아가는 세상 사이에는 크나큰 간극이 존재한다는 사실에서 출발할 필요가 있다.
그렇다면 학습 목적이나 개인적인 취미 목적으로 컴퓨터에게 제대로 된 문제 풀이를 시키기 위해 어떤 연습이 필요할까? 수학이나 논리학을 공부해 엄정한 요구사항을 뽑아내면 될까? 아니면 공학적인 관점에서 접근해 미리 만들어진 라이브러리나 프레임워크를 활용해 API를 적절히 조합하면 될까? 그것도 아니면, 다양한 실험을 통해 시행착오를 거치면서 원하는 결과를 도출할 때까지 알고리즘을 개선하면 될까? 결론적으로 이 모든 연습이 필요하지만 체계적이면서도 안전하게 연습할 가상의 놀이터를 찾기란 쉽지 않다. 우리에게는 아주 쉽지도 그렇다고 어렵지도 않은 문제를 확보하고, 수학적이고 과학적인 방법으로 문제의 해법을 정리하며, 라이브러리와 프레임워크를 사용해 코드를 작성하고, 그 코드를 발전시켜가면서 점진적으로 개선하기 위한 지침이 필요하다.
이 책 『실전 파이썬 핸즈온 프로젝트』는 프로그래밍 언어나 기술 관점에서 만들어낸 ‘예제를 위한 예제’를 소개하는 선에서 그치지 않고, 현실에서 찾아볼 수 있는 문제를 해결하기 위한 기술적인 접근 방식을 소개한다. 요식 체계를 대폭 줄여 다루기 쉬운 파이썬 언어로 다양한 문제를 직접 풀어보며 그 과정에서 이론과 실전을 조합하는 방식에 대해 감을 잡고 실제 현실에 적용하는 역량을 배양하는 것이 이 책의 주요 목표다. 파이썬 기본 프로그래밍 방법만 알고 있으면, 넘파이, OpenCV, NLTK, 판다스, 맷플롯립 등의 라이브러리 설치와 사용 방법은 물론이고, 제대로 된 파이썬 프로그램을 만들기 위한 클래스와 함수 설계와 구성 방법도 실제 사례로 배울 수 있다.
이 책에서는 단순히 데이터베이스에서 값을 가져오고, 사용자 인터페이스에서 입력받은 값을 저장하는 전형적인 CRUD(Create, Read, Update, Delete) 형태의 업무용 애플리케이션이 아니라, 다양한 형태의 비정형 데이터(이미지, 텍스트 등)와 정형 데이터(CSV 형태의 표 데이터)를 활용해 원하는 문제를 통계적인 방식과 머신러닝 방식으로 해결하는 애플리케이션을 소개하기에, 어떻게 보면 미래 예비 데이터 과학자를 위한 현실적이면서도 흥미로운 파이썬 입문서로 봐도 좋을 것 같다. 이 책에서 제공하는 데이터 과학을 비롯해, 머신러닝과 인공지능 분야에서 자주 등장하는 다양한 문제는 복잡한 하드웨어나 소프트웨어 구성 없이도 부담 없이 풀 수 있다.
소설의 원작자를 찾고, 핵심 문장을 뽑아내고 단어 구름을 만들며, 나만의 해독 불가능한 암호문을 작성하고, 천체 이미지로 명왕성을 찾고, 아폴로 8호의 궤적을 시뮬레이션하고, 화성 이미지를 분석해 안전한 화성 착륙 지점을 찾고, 물리학 법칙을 응용해 멀리 떨어진 외계행성도 찾으며, 머신러닝을 활용해 얼굴 형태를 넘어서 개인별 얼굴을 인식하고, 인구 밀도 지도를 상호대화식으로 구성해 시각화를 하는 등 통계학, 물리학, 천문학 영역에 해당하는 재미있는 내용이 연이어 나오므로, 어릴 때 과학 잡지를 읽으면서 상상의 나래를 펼쳤던 과학 애호가들이라면 이 책을 무척 재미있게 읽을 수 있으리라 생각한다.
각 장에 나온 내용을 즐겁게 읽은 다음에는 기존 프로그램을 확장하는 방식으로 설계된 [실습 프로젝트]를 직접 풀어보고 [도전 프로젝트]에 나오는 고급 내용까지 해결해보자. 그러고 나서 결과물을 정리해 깃허브 저장소에 올려 자신만의 해법을 외부에 공개하면, 여느 포트폴리오도 부럽지 않을 것이다. 아무쪼록 이 책과 함께 독자 여러분들의 문제 풀이 실력이 한 단계 더 높아지면 좋겠다.
- 박재호 / ‘컴퓨터 vs 책’ 블로그 운영자, 유튜브 채널 운영자(https://youtube.com/c/박재호dev), 『클린 코드』 역자