본 교재는 컴퓨터 비전공자들이 전문 프로그래머나 통계 전문가의 도움을 빌리지 않고도 간단한 프로그래밍 도구를 사용하여 현실의 각종 데이터를 처리할 수 있는 방법을 소개한다. 우선 프로그래밍 도구로는 프로그램을 기술하는 방법 자체가 사람의 사고 체계와 유사하고 문법이 매우 단순한 파이썬을 택해 누구나 쉽게 프로그래밍에 친숙해지도록 한다. 파이썬이라는 프로그래밍 언어의 문법을 익히는 일에 중점을 두지 않고, 우리가 전자계산기의 사용법을 익히듯이 직관적인 몇 가지 파이썬 라이브러리 사용법을 배움으로써 데이터 처리 도구로서 파이썬을 사용할 수 있도록 한다. 이를 위해 직접 프로그램을 짜는 일을 최소화하고 다양한 공개 패키지들을 활용하는 방법을 배운다.

파이썬으로 처리할 수 있는 데이터의 종류에는 숫자와 같은 정형 데이터뿐만 아니라 이미지나 텍스트, 음성과 같은 비정형 데이터도 포함된다. 본 교재는 사용자가 직접 측정 또는 생성한 데이터 외에도 인터넷을 통해 얻을 수 있는 다양한 데이터들을 가지고 실제 업무에 활용할 수 있는 유용한 정보를 생성할 수 있는 능력을 길러준다. 이러한 능력을 기반으로 각자의 전문 분야에서 얻은 지식과 아이디어를 신속하게 구체적인 결과물로 구현하고 인터넷을 통해 피드백을 받음으로써 실제적으로 우리 사회와 이웃들에게 필요한 게 무엇인지 보다 빠르게 알 수 있게 될 것이다.

다시 한 번 강조하지만, 어렵지 않으니 두려워하지 말자. 프로그래밍을 조금만 익히면 전자계산기 사용하듯이 컴퓨터를 활용하여 다양한 데이터를 더 효율적으로 다룰 수 있다. 이러한 실용적인 데이터 처리 능력은 여러분이 4차 산업혁명 시대를 살아가는 힘이 되리라 확신한다.
파이썬(Python)은 1991년 프로그래머인 귀도 반 로섬(Guido van Rossum)이 개발한 프로그래밍 언어이다. 파이썬은 그리스 신화에 나오는 파르나소스 산 동굴에 살던 뱀으로 피톤이라고 부르기도 한다. 파이썬 언어를 인터넷에서 검색하거나 공식 홈페이지를 방문하면 오른쪽 그림과 같은 뱀 모양의 로고를 볼 수 있다.

1. 파이썬 소개
파이썬은 최근 전세계적으로 교육 목적뿐만 아니라 실무에서도 많이 사용하고 있다. 대표적인 예가 우리가 알고 있는 구글, 드롭박스, 유튜브 등이다. 그럼 이러한 기업들이 그 많은 프로그래밍 언어 중에 왜 굳이 파이썬을 사용할까? 파이썬의 특징인 자연어 유사성, 간결함, 코드 재사용이 그 해답이 될 것이다.

1.1 파이썬의 특징
■ 자연어에 가깝다
파이썬은 인간의 언어, 즉 자연어에 가깝기 때문에 누구나 쉽고 빠르게 배울 수 있다. 현재 대중적으로 사용되는 대부분의 프로그래밍 언어는 영어 표현에 기초한다. 그러므로 한글보다는 영어를 구사하는 사람이 더 배우기 쉽다. 안타까운 이야기지만 한글 표기를 사용하는 대표적인 컴퓨터 언어는 아직 없다. 본론으로 돌아와서 파이썬이 어느 정도로 자연어와 유사한지 다른 언어와 비교해서 살펴보자. 예를 들어, 만약 메뉴에 피자가 있다면, “피자 주세요”라고 출력하는 프로그램을 작성한다고 가정하자. 이에 대한 영문 표현을 각각 파이썬과 자바로 작성한 코드와 비교해 보면 파이썬으로 만든 프로그램이 자바에 비해 훨씬 영어 문장과 유사함을 알 수 있다.

■ 간결하고 개발 속도가 빠르다.
파이썬은 매우 간결한 언어이다. 아직 파이썬에 대해 본격적으로 공부하지는 않았지만, 위의 표에서 자바와 비교해 보면 동일한 일을 수행하는 코드인데도 파이썬이 훨씬 더 간결함을 알 수 있다. 언뜻 보기에는 “뭐 몇 줄 차이 안 나잖아”라고 생각할 수 있지만, 프로그램은 이러한 코드들이 수십만 라인으로 작성된다. 그럼 얼마만큼 큰 이득을 볼 수 있는지 짐작할 수 있을 것이다. 즉, 간결한 설계는 프로그램 개발 속도를 크게 향상시킨다.

■ 오픈 소스이면서도 강력하다.
파이썬은 오픈 소스로 무료로 사용할 수 있는 언어이다. 여러분들은 언제 어디서든 파이썬을 다운로드하여 사용할 수 있다. 또한 파이썬을 활용한 웹 개발, 과학 수치 연산, 데이터 분석, 인공지능 등 다양한 분야의 패키지가 개발되어 제공되고 있다. 만약 여러분들이 수집한 데이터를 다양한 방법으로 분석하여 정보를 얻고 싶다면, 직접 분석을 위한 알고리즘을 구현할 필요 없이 이미 만들어져 있는 패키지를 사용하여 여러분들이 원하는 결과를 쉽게 얻을 수 있다. 웹사이트 서버 구현을 위한 Django, Flask, Bottle, 기계학습 알고리즘을 위한 scikit-learn, 얼굴인식을 위한 OpenCV, GUI 프로그래밍을 위한 tkinter, 게임 프로그래밍을 위한 PyGame 등 다양한 패키지가 제공되고 있다.