서평-줄리아 프로그래밍(수리 계산, 통계 분석, 딥러닝, 데이터 시각화를 위한) 류대식

줄리아 프로그래밍 - 수리 계산, 통계 분석, 딥러닝, 데이터 시각화를 위한
류대식.전기현 지음 / 비제이퍼블릭 / 2024년 4월

페이스북 게시물을 보다가 비제이 퍼블릭 출판사님이 julia Korea 그룹에서 <줄리아 프로그래밍>이라는 책의 서평 이벤트를 하시는 걸 목격했다. 나는 데이터 분석과 통계를 낼 때 파이썬을 주로 사용하는 데 줄리아는 아직 사용해 본 경험이 없었다. 이번 기회에 자기 계발과 경쟁력을 키우기 위해서 줄리아라는 새로운 프로그래밍 언어를 배워보고 싶어서 서평 이벤트에 신청하고 당첨되어서 책을 받게 되었다. 감사합니다.^^ 비제이 퍼블릭 출판사님.^^

책의 저자

저 : 류대식

경북대학교 이학사(통계학), 경북대학교 공학사(빅데이터), 경북대학교 이학석사(수학).

경북대학교 수학부에서 비선형 동역학nonlinear dynamics 전공으로 박사 과정을 밟고 있다. 연구 주제는 데이터 기반 모형data-driven model 및 인구 동역학population dynamics이고 의료 데이터의 시계열 분석에 관한 논문과 유체에서의 열 확산 예측을 위한 인공신경망 관련 논문을 출간했다. 기업 과제에서는 유전 알고리즘을 응용해 협업한 바 있다.

저 : 전기현

경북대학교 이학사(물리학), 경북대학교 이학석사(수학).

경북대학교 수학부에서 박사 과정을 밟고 있으며 관심 분야는 컴퓨터 단층 촬영computerized tomography, CT, 역문제inverse problem, 편미분 방정식, 딥러닝이다. 단층 촬영과 관련된 다양한 모델에서 이미지를 재구성하는 알고리즘에 대해 논문을 출간하였고, 류대식 공저자와 함께 국내 최대의 수학, 물리학, 통계학 블로그인 생새우초밥집을 운영하고 있다.

책의 목차

Part1 튜토리얼

_1.1 소개

__1.1.1 줄리아의 장점

__1.1.2 줄리아의 단점

_1.2 설치

__1.2.1 윈도우

__1.2.2 리눅스

__1.2.3 비주얼 스튜디오 코드

_1.3 대화형 REPL

__1.3.1 julia〉 줄리안 모드

__1.3.2 help?〉 도움말 모드

__1.3.3 pkg〉 패키지 모드

__1.3.4 shell〉 셸 모드

__1.3.5 ChatGPT〉 챗GPT 모드

_1.4 파일 입출력

__1.4.1 CSV.jl

__1.4.2 MAT.jl

__1.4.3 PyCall.jl

__1.4.4 JLD2.jl

_1.5 @매크로

__1.5.1 @

__1.5.2 @time

__1.5.3 @showprogress

__1.5.4 @show

__1.5.5 @thread

Part2 문법

_2.1 함수

__2.1.1 할당 양식

__2.1.2 반환 키워드

__2.1.3 브로드캐스트

_2.2 배열과 벡터 공간

__2.2.1 간단한 벡터의 정의

__2.2.2 레인지와 등차수열

__2.2.3 벡터 공간

__2.2.4 행렬

__2.2.5 텐서

__2.2.6 배열

_2.3 텍스트와 자유군

__2.3.1 문자

__2.3.2 문자열

__2.3.3 정규표현식

__2.3.4 자유 모노이드

_2.4 제어 흐름

__2.4.1 조건문

__2.4.2 반복문

Part3 데이터 처리

_3.1 자료형

__3.1.1 표준 수 체계

__3.1.2 타입의 개념

__3.1.3 구조체

_3.2 자료구조

__3.2.1 선형 데이터 구조

__3.2.2 튜플

__3.2.3 딕셔너리

__3.2.4 집합

__3.2.5 DataFrames.jl

Part4 함수형 프로그래밍

_4.1 함수 정의

__4.1.1 익명 함수

__4.1.2 함수 다형성

__4.1.3 다변수 함수

_4.2 고차 함수

__4.2.1 일급 객체

__4.2.2 맵

__4.2.3 리듀스

_4.3 인공지능

__4.3.1 인공신경망

__4.3.2 Flux.jl

Part5 수리 계산

_5.1 상수

__5.1.1 리터럴 상수

__5.1.2 빌트인 상수

__5.1.3 물리 상수

__5.1.4 기수법

_5.2 기본 연산

__5.2.1 곱셈 관련 연산

__5.2.2 나눗셈 관련 연산

__5.2.3 올림과 내림

__5.2.4 크기

__5.2.5 부호

__5.2.6 최댓값과 최솟값

_5.3 초월 함수

__5.3.1 삼각 함수

__5.3.2 지수 함수와 로그 함수

__5.3.3 특수 함수

Part6 데이터 과학

_6.1 통계 기법

__6.1.1 Random

__6.1.2 Statistics

__6.1.3 StatsBase.jl

__6.1.4 Distributions.jl

_6.2 데이터 세트

__6.2.1 RDatasets.jl

__6.2.2 MLDatasets.jl

_6.3 군집화

__6.3.1 K-평균 군집화

__6.3.2 계층적 군집화

__6.3.3 밀도 기반 군집화

_6.4 푸리에 해석

__6.4.1 푸리에 변환

__6.4.2 푸리에 역변환

__6.4.3 주파수 정렬

_6.5 딥러닝

__6.5.1 히든 레이어와 활성화 함수

__6.5.2 원-핫 인코딩

__6.5.3 경사하강법과 MLP로 비선형 함수 근사하기

__6.5.4 CNN으로 MNIST 학습하기

__6.5.5 저장하고 불러오기

__6.5.6 엔비디아 GPU 사용하기

Part7 시각화(1) – 그래프와 레이아웃

_7.1 선 그래프

_7.2 꾸미기

__7.2.1 범례

__7.2.2 제목

__7.2.3 축 범위

__7.2.4 수평선과 수직선

__7.2.5 면적 채색하기

__7.2.6 축과 눈금

__7.2.7 격자와 배경 및 여백

__7.2.8 텍스트

__7.2.9 출력 및 저장

__7.2.10 색

_7.3 서브 플롯과 레이아웃

__7.3.1 정형 그리드

__7.3.2 비정형 그리드

__7.3.3 제목

Part8 시각화(2) – 각종 그래프 및 시각화 양식

_8.1 막대그래프

_8.2 히스토그램

_8.3 점도표

_8.4 히트맵

__8.4.1 히트맵 그리기

__8.4.2 컬러바 범위 제한하기

__8.4.3 도메인 지정하기

_8.5 박스 플롯

__8.5.1 박스 플롯 그리기

__8.5.2 배열로 그리기

__8.5.3 데이터 프레임으로 그리기

__8.5.4 평균 표시하기

_8.6 다양한 그림 양식

__8.6.1 벡터 필드

__8.6.2 파이 차트

__8.6.3 극좌표계

__8.6.4 3차원 그림

_8.7 애니메이션과 동영상

책의 특징

이 책은 줄리아라는 언어를 소개하는 입문자용 기술 서적인 동시에 과학 계산 전반에 대한 이론을 다루는 수학 전공 서적이기도 하다. 현상을 기술함에 있어서 수식을 아낌없이 사용하면서도 너무 깊게는 들어가지 않게, 실제로 줄리아로 연구 활동을 해본 저자들의 입장에서 후발 주자에게 꼭 알려주고 싶은 내용만 눌러 담았다고 한다. 실전에서 자주 쓰지 않는 모듈, 메타 프로그래밍, 스코프에 관련된 내용은 과감하게 생략했다고 한다. 줄리아를 설치하고 사용하는 가장 기본적인 내용, 과학 계산에서 많이 사용하는 벡터, 행렬, 텐서의 개념과 문자열을 다룬다. 줄리아의 문법과 그 수리적인 배경에 관한 고찰도 수록되어 있다. 또 컴퓨터 공학의 기초적인 내용인 자료형과 자료구조에 대해 다루되, 알고리즘까지 들어가지는 않고 실전적인 구현에서 알아야 할 기초 위주로 소개한다. 그리고 함수형 프로그래밍이라는 패러다임과 그것이 줄리아에서 얼마나 중요한지, 그리고 인공지능 시대에 줄리아가 어떻게 하나의 대안이 되는지에 대해서도 설명한다. 각종 연산과 초월 함수처럼 수리적인 계산에 있어서 필수적인 기능들을 살펴보고 신호 처리, 딥러닝 등의 실제 연구 분야에서 결과를 낼 수 있는 내용을 다루고 마지막으로 줄리아의 시각화에 관한 내용 전반을 다룬다.

책의 장점

이 책은 국내에서 희귀한 언어인 줄리아 언어를 다루기 때문에 희소한 가치가 있다. 시중에 많은 프로그래밍 관련 책들이 출판되어 있지만 주로 파이썬, C언어, 자바 위주로 되어있어서 줄리아를 다루는 책은 찾아보기가 힘들다. 그렇기 때문에 이 책은 줄리아라는 언어를 배울 수 있게 도와주는 희소한 책이라는 장점을 가지고 있다. 줄리아의 설치와 문법과 데이터 처리 같은 기초적인 내용뿐만 아니라 줄리아를 이용한 수리 계산과 데이터 과학 기법, 데이터 시각화를 배울 수 있어서 기초뿐만 아니라 응용과 실전, 실무까지 배울 수 있는 실용성이 있는 유용한 책이다. 줄리아를 처음 배우는 초보자, 입문자에게 추천해 주고 싶은 좋은, 양질의 책이라고 생각한다.

책의 후기

많은 데이터 분석 관련 프로그래밍 책들을 공부해 왔지만, 주로 사용하는 언어는 R과 파이썬에 치중되어 있었다. 이 책으로 처음 줄리아라는 새로운 언어를 배우게 되었는데 상당히 훌륭하고 유용한 언어라는 생각을 하게 되었고 새로운 세계를 알 수 있어서 좋았다. 국내에는 줄리아가 많이 알려지지 않았고, 많이 쓰이지는 않지만, 미래에 파이썬 처럼 우리나라에서도 대중적으로 쓰일 것 같다. 미리 줄리아를 배워놓는다면 남들보다 더 좋은 기회를 얻을 수 있고 좋은 자리를 선점할 수 있겠다는 생각도 들었다. 시간이 난다면 줄리아라는 언어를 배워보는 걸 추천해 드린다.

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