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차례

CHAPTER
1
파이썬 기초
1.1파이썬 시작하기1
1.1.1작업 환경 설정1
1.1.2파이썬 코드를 실행하는 세 가지 방법5
1.2파이썬을 계산기로 사용하기8
1.3패키지 관리14
1.3.1패키지 관리자를 사용하여 패키지 관리하기14
1.3.2소스 파일을 이용한 패키지 설치17
1.4주피터 노트북 개요17
1.4.1주피터 노트북 시작하기18
1.4.2노트북 내에서의 활동19
1.4.3노트북을 닫는 방법20
1.4.4주피터 노트북 서버 종료20
1.5논리식과 연산자20
1.6요약, 그리고 문제23
1.6.1요약23
1.6.2문제23


CHAPTER
2
변수와 기본 데이터 구조
2.1변수와 지정27
2.2데이터 구조-문자열30
2.3데이터 구조-리스트36
2.4데이터 구조-투플39
2.5데이터 구조-집합42
2.6데이터 구조-사전43
2.7NumPy 배열 개요45
2.8요약, 그리고 문제54
2.8.1요약54
2.8.2문제55

CHAPTER
3
함수
3.1함수의 기초57
3.1.1파이썬의 내장 함수57
3.1.2함수 정의58
3.2지역 변수와 전역 변수66
3.3중첩 함수70
3.4람다 함수72
3.5함수에 대한 인수로서의 함수73
3.6요약, 그리고 문제75
3.6.1요약75
3.6.2문제75


CHAPTER
4
분기문
4.1if-else 문81
4.23항 연산자88
4.3요약, 그리고 문제89
4.3.1요약89
4.3.2문제89


CHAPTER
5
반복
5.1for 루프95
5.2while 루프102
5.3조건제시법104
5.3.1리스트에 대한 조건제시법105
5.3.2사전에 대한 조건제시법106
5.4요약, 그리고 문제106
5.4.1요약106
5.4.2문제106


CHAPTER
6
재귀법
6.1재귀 함수111
6.2분할 정복법117
6.2.1하노이 탑117
6.2.2퀵 정렬120
6.3요약, 그리고 문제121
6.3.1요약121
6.3.2문제121


CHAPTER
7
객체지향 프로그래밍
7.1객체 지향 프로그래밍 개요129
7.2클래스와 객체131
7.2.1클래스131
7.2.2객체133
7.2.3클래스 속성 대 인스턴스 속성135
7.3상속, 캡슐화, 다형성136
7.3.1상속136
7.3.2캡슐화140
7.3.3다형성142
7.4요약, 그리고 문제142
7.4.1요약142
7.4.2문제143


CHAPTER
8
복잡도
8.1복잡도와 Big-O 표기법145
8.2복잡도의 중요성148
8.3프로파일러150
8.3.1매직 명령 사용하기150
8.3.2파이썬 프로파일러 사용151
8.3.3라인 프로파일러 사용152
8.4요약, 그리고 문제153
8.4.1요약153
8.4.2문제154


CHAPTER
9
숫자의 표현
9.1N진법과 이진법157
9.2부동 소수점 실수159
9.3반올림 오차164
9.3.1표현 오차164
9.3.2부동 소수점 연산에 의한 반올림 오차164
9.3.3반올림 오차의 누적165
9.4요약, 그리고 문제166
9.4.1요약166
9.4.2문제167


CHAPTER
10
오류, 좋은 프로그래밍 습관, 그리고 디버깅
10.1오류 유형171
10.2오류의 방지174
10.2.1프로그램을 계획하라174
10.2.2모든 코드를 자주 테스트하라175
10.2.3코드를 깨끗하게 유지하라176
10.3try/except178
10.4데이터 유형 검사181
10.5디버깅183
10.5.1예외가 발생한 후 디버거 활성화184
10.5.2코드를 실행하기 전에 디버거 활성화186
10.5.3중단점 추가187
10.6요약, 그리고 문제188
10.6.1요약188
10.6.2문제188


CHAPTER
11
파일 입출력
11.1TXT 파일189
11.1.1파일에 쓰기190
11.1.2파일에 추가하기191
11.1.3파일 읽기192
11.1.4숫자와 배열의 처리193
11.2CSV 파일194
11.2.1CSV 파일 쓰기와 열기194
11.2.2CSV 파일 읽기196
11.2.3NumPy 외의 방법196
11.3pickle 파일196
11.3.1pickle 파일에 쓰기197
11.3.2pickle 파일 읽기197
11.3.3파이썬 2에서 pickle 파일 읽기197
11.4JSON 파일198
11.4.1JSON 형식198
11.4.2JSON 파일에 쓰기199
11.4.3JSON 파일 읽기200
11.5HDF5 파일200
11.5.1HDF5 파일 읽기202
11.6요약, 그리고 문제203
11.6.1요약203
11.6.2문제203


CHAPTER
12
시각화와 플로팅
12.12D 플로팅205
12.23D 플로팅216
12.3지도 작업222
12.4애니메이션과 동영상229
12.5요약, 그리고 문제232
12.5.1요약232
12.5.2문제232


CHAPTER
13
파이썬 코드의 병렬화
13.1병렬 컴퓨팅의 기초241
13.1.1프로세스와 쓰레드243
13.1.2파이썬의 GIL 문제243
13.1.3병렬 컴퓨팅 사용의 단점243
13.2multiprocessing 모듈244
13.2.1실행 시간의 시각화245
13.3joblib의 사용247
13.4요약, 그리고 문제248
13.4.1요약248
13.4.2문제249


CHAPTER
14
선형대수와 선형 연립방정식
14.1선형대수의 기초251
14.1.1집합251
14.1.2벡터252
14.1.3행렬256
14.2선형 변환261
14.3선형 연립방정식262
14.4선형 연립방정식의 풀이264
14.4.1가우스 소거법265
14.4.2가우스-조던 소거법267
14.4.3LU 분해법269
14.4.4반복법 - 가우스-자이델 방법271
14.5파이썬에서 선형 연립방정식 풀기274
14.6역행렬 계산276
14.7요약, 그리고 문제279
14.7.1요약279
14.7.2문제279


CHAPTER
15
고윳값과 고유벡터
15.1고윳값과 고유벡터 개요283
15.1.1고윳값과 고유벡터283
15.1.2고윳값과 고유벡터의 배경283
15.1.3특성 방정식286
15.2누승법287
15.2.1가장 큰 고윳값 찾기287
15.2.2역 누승법290
15.2.3이동 누승법291
15.3QR 방법292
15.4파이썬에서 고윳값과 고유벡터 구하기294
15.5요약, 그리고 문제295
15.5.1요약295
15.5.2문제295


CHAPTER
16
최소제곱 회귀
16.1최소제곱 회귀 개요297
16.2최소제곱 회귀의 유도(선형대수 기반)298
16.3최소제곱 회귀의 유도(다변량 미적분 기반)300
16.4파이썬에서 최소제곱 회귀의 수행301
16.4.1역행렬을 직접 사용하는 방법302
16.4.2의사 역행렬의 사용303
16.4.3numpy.linalg.lstsq의 사용304
16.4.4SciPy의 optimize.curve_fit 사용하기304
16.5비선형 함수에 대한 최소제곱 회귀305
16.5.1지수 함수에 대한 로그 기법305
16.5.2멱승 함수에 대한 로그 기법307
16.5.3다항식 회귀307
16.5.4SciPy의 optimize.curve_fit 사용하기309
16.6요약, 그리고 문제310
16.6.1요약310
16.6.2문제310


CHAPTER
17
보간법
17.1보간 문제313
17.2선형 보간법314
17.33차 스플라인 보간법315
17.4라그랑주 다항식 보간법320
17.4.1SciPy의 lagrange 함수 사용하기322
17.5뉴턴의 다항식 보간법323
17.6요약, 그리고 문제327
17.6.1요약327
17.6.2문제327


CHAPTER
18
테일러급수
18.1테일러급수를 이용한 함수 표현333
18.2테일러급수를 사용한 근사334
18.3오차에 대한 논의338
18.3.1테일러급수의 절삭 오차338
18.3.2절삭 오차의 추정339
18.3.3테일러급수의 반올림 오차340
18.4요약, 그리고 문제341
18.4.1요약341
18.4.2문제341


CHAPTER
19
근의 계산
19.1근을 구하는 문제343
19.2허용 오차344
19.3이분법345
19.4뉴턴-랩슨 방법348
19.5파이썬에서 근의 계산351
19.6요약, 그리고 문제351
19.6.1요약351
19.6.2문제352


CHAPTER
20
수치 미분
20.1수치 미분 문제355
20.2도함수 근사를 위한 유한 차분의 사용356
20.2.1테일러급수로 도함수 근사를 위한 유한 차분의 사용357
20.3고차 도함수의 근사363
20.4노이즈가 있는 수치 미분364
20.5요약, 그리고 문제366
20.5.1요약366
20.5.2문제366


CHAPTER
21
수치 적분
21.1수치 적분 문제371
21.2리만 적분372
21.3사다리꼴 공식375
21.4심슨의 공식378
21.5파이썬에서의 적분 계산382
21.6요약, 그리고 문제385
21.6.1요약385
21.6.2문제385


CHAPTER
22
상미분방정식(ODE) 초깃값 문제
22.1ODE 초깃값 문제391
22.2계수의 감소394
22.3오일러 방법396
22.4수치 오차와 불안정성401
22.5예측자-수정자 방법과 룽게-쿠타 방법403
22.5.1예측자-수정자 방법403
22.5.2룽게-쿠타 방법404
22.6파이썬의 ODE 풀이 함수406
22.7고급 주제411
22.7.1다단계 방법411
22.7.2경직성 ODE411
22.8요약, 그리고 문제412
22.8.1요약412
22.8.2문제413


CHAPTER
23
상미분방정식(ODE)의 경곗값 문제
23.1ODE 경곗값 문제421
23.2사격법423
23.3유한 차분법428
23.4수치 오차와 불안정성433
23.5요약, 그리고 문제433
23.5.1요약433
23.5.2문제434


CHAPTER
24
푸리에 변환
24.1파동의 기초437
24.1.1수학적 도구를 사용한 파동 모델링438
24.1.2파동의 특성439
24.2이산 푸리에 변환(DFT)443
24.2.1DFT445
24.2.2역 DFT449
24.2.3DFT의 한계449
24.3고속 푸리에 변환(FFT)450
24.3.1DFT의 대칭성451
24.3.2Cooley-Tukey FFT 알고리즘451
24.4파이썬에서의 FFT455
24.4.1NumPy의 FFT456
24.4.2SciPy의 FFT457
24.4.3추가 예제458
24.5요약, 그리고 문제463
24.5.1요약463
24.5.2문제464


APPENDIX
A
윈도우에서 파이썬 시작하기
A.1윈도우에서 파이썬 시작하기467
A.1.1 윈도우에서 작업 환경 설정467
A.1.2 파이썬 코드를 실행하는 세 가지 방법471

찾아보기475

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