[Day-1] 혼자 공부하는 머신러닝+딥러닝 - 1

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혼자 공부하는 머신러닝+딥러닝 - 박해선 지음 - 한빛미디어

 

Chapter 01. 나의 첫 머신러닝 (이 생선의 이름은 무엇인가요?)

핵심 키워드:

• 인공지능
• 머신러닝
• 딥러닝

 

학습 목표:

• 인공지능, 머신러닝, 딥러닝의 차이점을 이해합니다.
• 구글 코랩 사용법을 배웁니다.
• 첫 번째 머신러닝 프로그램을 만들고 머신러닝의 기본 작동 원리를 이해합니다.

 

01-1. 인공지능과 머신러닝, 딥러닝

인공지능이란:

• 인공지능(Artificial Intelligence)은 사람처럼 학습하고 추론할 수 있는 지능을 가진 컴퓨터 시스템을 만드는 기술입니다.
• 인공지능의 역사는 약 80년 남짓 되었지만 인류는 훨씬 더 오래전부터 지능적인 시스템을 생각했습니다.
• 인공지능은 강인공지능과 약인공지능으로 나눌 수 있습니다.
• 사람과 구분하기 어려운 지능을 가진 컴퓨터 시스템이 인공일반지능입니다.
• 반면 현실에서 우리가 마주하고 있는 인공지능은 약인공지능(Week AI)입니다.
  • 특정 분야에서 사람의 일을 도와주는 보조 역할만 기능
  • 예시) 음성 비서, 자율 주행 자동차, 음악 추천, 기계 번역 등

 

머신러닝이란:

• 머신러닝(Machine Learning)은 규칙을 일일이 프로그래밍하지 않아도 자동으로 데이터에서 규칙을 학습하는 알고리즘을 연구하는 분야입니다.
• 인공지능의 하위 분야 중에서 지능을 구현하기 위한 소프트웨어를 담당하는 핵심 분야입니다.
• 머신러닝은 통계학과 깊은 관련이 있습니다.
• 컴퓨터 과학 분야의 대표적인 머신러닝 라이브러리는 사이킷런(scikit-learn)입니다.
• 사이킷런과 같은 오픈소스 라이브러리의 발전 덕분에 머신러닝 분야는 말 그대로 폭발적으로 성장했습니다.

 

딥러닝이란:

• 많은 머신러닝 알고리즘 중에 인공 신경망(Artificial neural network)을 기반으로 한 방법들을 통칭하여 딥러닝(Deep Learning)이라고 부릅니다.
• 종종 사람들은 인공 신경망과 딥러닝을 크게 구분하지 않고 사용합니다.
• 인공 신경망이 이전과 다르게 놀라운 성능을 달성하게 된 세 가지 원동력
  1. 복잡한 알고리즘을 훈련할 수 있는 풍부한 데이터
  2. 컴퓨터 성능의 향상
  3. 혁신적인 알고리즘 개발

 

"2015년 구글은 딥러닝 라이브러리인 텐서플로(TensorFlow)를 오픈소스로 공개했습니다."

"페이스북도 2018년 파이토치(PyTorch) 딥러닝 라이브러리를 오픈소스로 발표했습니다."

"이 라이브러리들의 공통점은 인공 신경망 알고리즘을 전문으로 다루고 있다는 것과 모두 사용하기 쉬운 파이썬 API를 제공한다는 점입니다."

 

"지금이 이 기술을 배우기 가장 좋은 때라는 것은 의심의 여기자 없습니다."

"이 책을 통해 인공지능의 추상화를 걷어내고 직접 코딩하면서 머신러닝과 딥러닝의 실체가 무엇인지 배워 보겠습니다."

 

 

01-2. 코랩과 주피터 노트북:

핵심 키워드:

• 코랩
• 노트북
• 구글 드라이브

 

"이 책은 사전 지식 없이도 누구나 쉽게 머신러닝의 기초를 학습할 수 있게 하겠다는 점을 목표로 하는 터라 '누구나 동일한 결과를 표현할 수 있게 쉽게 실습'할 수 있는 점을 고려했습니다."

"이 책에서 사용할 실습 환경은 네트워크에 연결된 컴퓨터와 구글 계정입니다."

 

 

구글 코랩:

• 웹 브라우저에서 무료로 파이썬 프로그램을 테스트하고 저장할 수 있는 서비스입니다.
• 심지어 머신러닝 프로그램도 만들 수 있습니다.
• 클라우드 기반의 주피터 노트북 개발 환경
• 링크: https://colab.research.google.com/

Google Colaboratory

• 웹 브라우저에서 텍스트와 프로그램 코드를 자유롭게 작성할 수 있는 온라인 에디터라고 생각하면 쉽습니다.
• 코랩 파일을 노트북 혹은 코랩 노트북이라고 부릅니다.

 

"노트북의 장점: 노트북을 사용하면 코드를 설명하는 문서를 따로 만들지 않고 코드와 텍스트를 함께 담을 수 있습니다. 심지어 코드의 실행 결과도 노트북과 함께 저장됩니다. 다른 사람에게서 노트북 파일을 받으면 코드를 실행할 필요 없이 코드 설명과 실행 결과를 바로 확인할 수 있습니다."

 

코랩 접속 화면

텍스트 셀:

• 셀은 코랩에서 실행할 수 있는 최소 단위입니다.
• 텍스트 셀에서는 HTML과 마크다운을 혼용해서 사용할 수 있습니다.

 

코드 셀:

코드셀 예시

"코드 셀로 이동하면 코드와 결과가 함께 선택됩니다."

 

 

노트북:

• 구글이 대화식 프로그래밍 환경인 주피터를 커스터마이징한 것입니다.
• 주피터 프로젝트의 대표 제품이 바로 노트북입니다.
• 흔히 주피터 노트북이라고 부릅니다.
• 코랩 노트북은 구글 클라우드의 가상 서버를 사용합니다.
• 서버의 메모리는 약 12기가이고 디스크 공간은 100기가입니다.
• 구글 계정만 있으면 코랩 노트북을 사용해 무료로 가상 서버를 활용할 수 있습니다.

 

실습:

새 노트북 만들기:

• [파일] - [새 노트] 선택
• 코드 셀에 print("Hello World!") 입력 후, 저장
• 저장된 파일은 자동으로 구글 드라이브에 저장 (Colab Notebooks 폴더 밑에 저장)
• 노트북 제목을 Hello World로 변경

 

 

 

# To Be....

01-3. 마켓과 머신러닝:

핵심 키워드:

• 특성
• 훈련
• k-최근접 이웃 알고리즘
• 모델
• 정확도