모두를 위한 컴퓨터와 프로그래밍 지식

이연우

고려대학교 전자공학과에서 박사학위를 취득한 후, 영국 에든버러대학교(The University of Edinburgh)에서 Research Fellow로 3년간 이동통신 프로젝트에 참여했다. 삼성종합기술원 i-Networking Lab에서 4G 이동통신시스템 연구·개발에 전념했고, 2005년부터 국립목포대학교에서 학생들을 가르치며 연구·학술 활동을 하고 있다. 최근에는 AI 알고리즘을 활용한 ICT융복합 시스템 최적화 연구에 관심이 있으며, 학생들과 일반인이 쉽게 이해할 수 있는 수학을 품은 인공지능 리터러시 책을 집필하는 데 힘쓰고 있다.

양기철

미주리대학교(University of Missouri)에서 박사학위를 취득하고 현재 국립목포대학교에 재직 중이다. 방문학자로 헤리엇와트대학교(Heriot-Watt University), 취리히대학교(University of Zurich), 함부르크대학교(University of Hamburg) 등에서 연구했으며, 여러 국제학술대회의 의장, 기조 강연자 및 위원으로 활동했다. 저서로 『인공지능 이론 및 실제』(홍릉과학출판사, 2018), 『휴먼-컴퓨터 인터페이스』(홍릉과학출판사, 2005), 『처음 배우는 컴퓨터와 프로그래밍』(정익사, 2017) 등이 있으며, AI와 HCI 연구에 관심이 있고 현재 뇌-컴퓨터 인터페이스 관련 연구를 수행 중이다.

• ▣ 01장: 컴퓨터의 발전 과정 SECTION
• 컴퓨터는 어떻게 시작되었나?
• ___컴퓨터의 어원
• ___계산기의 발전 과정
• ___최초의 계산기: 애버커스, 주판
• ___세계 최초의 기계식 계산기: 파스칼의 계산기, 파스칼린(pascaline)
• 오늘날의 컴퓨터가 있기 전까지
• ___근대의 기계식 계산기
• ___전자식 컴퓨터의 태동
• 오늘날의 컴퓨터는 어떻게 만들어졌나?
• ___진공관을 이용한 1세대 컴퓨터
• ___트랜지스터를 이용한 2세대 컴퓨터
• ___집적회로(IC)를 이용한 3세대 컴퓨터
• ___고밀도 집적회로(VLSI)를 이용한 4세대 컴퓨터
• ___5세대 컴퓨터: 미래의 컴퓨터
• 컴퓨터와 전쟁, 암호 이야기
• ___고대 로마의 카이사르 암호화
• ___독일의 암호 기계 에니그마
• 참고 문헌
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• ▣ 02장: 인터넷과 소프트웨어 중심 사회 SECTION
• 인터넷과 웹은 어떻게 시작되었을까?
• ___인터넷의 시작
• ___월드 와이드 웹
• 모바일 인터넷과 모바일 컴퓨팅
• ___스마트폰과 인터넷의 만남
• ___인터넷 소통과 다양한 서비스
• 모바일 컴퓨팅(mobile computing)
• ___모바일 컴퓨팅의 정의와 개념
• ___무선 통신 네트워크 기술
• ___미래 모바일 통신 기술, 6G 이동통신
• 참고 문헌
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• ▣ 03장: 4차 산업혁명을 이끄는 인공지능 SECTION
• 4차 산업혁명의 탄생
• ___1차 산업혁명: 기계화 혁명
• ___2차 산업혁명: 전기 혁명
• ___3차 산업혁명: 지식정보 혁명, 디지털 혁명
• ___4차 산업혁명: 지능화 혁명, 인지 혁명
• 지능화 시대를 위한 인공지능
• ___인공지능이란 무엇인가?
• ___인공지능의 역사
• 인공지능의 분류
• ___머신러닝
• ___딥러닝의 개념
• ___딥러닝의 발전과 활용
• 초거대 인공지능(초거대 AI)
• ___초거대 AI의 출현
• ___챗GPT(ChatGPT)
• ___챗GPT 사용하기
• ___국내 초거대 AI 개발 현황
• 인공지능이 이끄는 지능정보사회
• ___지능화 로봇: 인간과 더 비슷해 가는 기계
• ___자율주행 자동차: 스스로 운전하는 스마트 자동차
• ___뉴노멀 시대의 인공지능
• 참고 문헌
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• ▣ 04장: 초연결, 가상화 사회와 컴퓨팅 기술 SECTION
• 초연결 사회를 구성하는 빅데이터
• ___빅데이터 개념
• ___빅데이터의 특징
• ___빅데이터의 활용
• 초연결 사회의 가상 작업장, 클라우드 컴퓨팅
• ___클라우드 컴퓨팅의 개념
• ___클라우드 컴퓨팅의 서비스 종류
• ___클라우드 컴퓨팅의 활용 서비스
• 초연결 사회의 핵심, 사물인터넷
• ___사물인터넷(IoT)의 개념
• ___국내 사물인터넷 서비스 가입 현황
• ___사물인터넷의 활용 분야
• ___사물인터넷과 인공지능: 지능형 사물인터넷(AI+IoT=AIoT)
• ___사물인터넷과 5G 통신
• 초현실 사회를 위한 가상현실, 증강현실, 홀로그램
• ___가상현실
• ___증강현실
• ___초실감 미디어, 홀로그램
• 가상화 사회를 위한 메타버스
• ___차세대 인터넷, 메타버스는 무엇인가?
• ___메타버스를 구현하는 4가지 유형
• ___메타버스 기업들
• 참고문헌
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• ▣ 05장: 데이터와 정보 SECTION
• 데이터와 정보의 표현 방법
• ___데이터와 정보가 다른가?
• ___같은 정보, 다른 표현
• 왜 컴퓨터는 이진법을 좋아할까?
• ___사람들이 사용하는 십진수와 아라비아 숫자
• ___컴퓨터가 이진법을 사용하는 이유
• ___이진법을 사용한 데이터의 표현 방법
• 문자 정보의 디지털 표현
• ___문자 정보의 표현
• ___문자열을 압축하는 방법
• 이미지 정보의 디지털 표현
• ___이미지 정보의 표현
• ___동영상과 비디오
• 소리 정보의 디지털 표현
• ___소리를 디지털로 바꾸자
• ___소리와 음악을 위한 디지털 표현 방식
• 참고문헌
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• ▣ 06장: 컴퓨팅 사고력과 컴퓨터 프로그램의 이해 SECTION
• 컴퓨팅 사고력과 문제해결
• ___컴퓨팅 사고력의 핵심 요소
• ___문제 분해
• ___패턴 인식
• ___문제의 구조화
• ___추상화
• ___알고리즘
• ___자동화
• 컴퓨터 프로그램의 이해
• ___컴퓨터와 대화하기
• ___프로그램 언어로 컴퓨터에 명령하기
• 참고문헌
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• ▣ 07장: 컴퓨터 작동원리 이해하기 SECTION
• 컴퓨터의 기본 처리 개념
• ___컴퓨터 구조
• ___일반적인 컴퓨터 구조: 폰 노이만 구조
• ___주기억장치(메모리)
• ___주소 버스와 데이터 버스
• ___중앙처리장치(CPU) 프로세서의 기본 구조
• 모형 컴퓨터 설계
• ___간단한 명령어를 수행하는 2비트 모형 컴퓨터
• ___8비트 모형 컴퓨터 설계
• 참고문헌
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• ▣ 08장: 알고리즘의 이해 SECTION
• 알고리즘에서 중요한 것들
• ___알고리즘이란
• ___알고리즘의 효율성
• ___알고리즘의 연산량과 시간 복잡도
• ___시간 복잡도와 공간 복잡도
• 정렬 알고리즘
• ___선택 정렬
• ___알고리즘의 시간 복잡도: 빅-오(Big-O)
• ___빅-오 표기법과 분류
• ___시간 복잡도 함수의 근삿값으로 표현
• ___버블 정렬
• ___삽입 정렬
• ___병합 정렬
• 검색 알고리즘
• ___검색과 탐색
• ___순차 검색
• ___이진 검색
• ___생활 속의 이진 검색
• 탐색 알고리즘
• ___외판원 문제
• ___트리 구조 탐색 알고리즘
• ___휴리스틱 탐색 알고리즘
• 참고문헌
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• ▣ 09장: 스크래치를 이용한 프로그래밍 SECTION
• 스크래치 시작하기
• ___스크래치 프로그래밍 시작하기
• ___나만의 스프라이트 만들기
• ___명령어 블록
• 오프라인에서 스크래치 프로그래밍하기
• ___온라인에서 작업한 스크립트를 내 컴퓨터에 저장하기
• ___스크래치 앱 설치하기
• [실전 프로젝트] 평균 구하기
• ___평균 구하기 스크래치 프로젝트
• ___여러 숫자들의 평균 구하기
• [실전 프로젝트] 축구공 피하기 게임
• ___축구공 피하기 게임 프로젝트
• 인공지능이 만든 모델을 스크래치로 표현하기
• ___구글 티처블 머신으로 인공지능 모델 만들기
• ___스크래치로 머신러닝 모델 표현하기
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• ▣ 10장: 파이썬을 이용한 프로그래밍 SECTION
• 파이썬 소개
• ___내 컴퓨터에 파이썬 설치하기
• ___구글 코랩으로 파이썬 이용하기
• ___아나콘다와 주피터 노트북으로 파이썬 프로그래밍 환경 만들기
• 파이썬 프로그래밍 시작하기
• ___화면에 문자 출력하기
• ___라이브러리와 패키지 설치하기
• 파이썬 기초 문법
• ___변수와 연산
• ___조건문
• ___반복문
• 파이썬 프로그램 예제
• ___일상생활 속에서 사용되는 알고리즘 예제
• ___다양한 파이썬 라이브러리 활용 예제
• ___머신러닝과 신경망 활용 예제
• 참고문헌