01. 컴퓨터와 파이썬을 만나다

 

📘 Day 01. 컴퓨터와 파이썬을 만나다

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1. 컴퓨터 시스템의 이해

🖥 컴퓨터의 구성

• 하드웨어(Hardware): 눈에 보이는 장치
  • CPU(중앙 처리 장치): 연산 및 제어
  • 메모리(RAM): 작업 중 임시 저장 공간
  • 저장장치(SSD/HDD), 입력 장치(키보드), 출력 장치(모니터) 등
• 소프트웨어(Software): 컴퓨터가 실행할 수 있는 명령어의 집합
  • 운영체제(OS), 응용 프로그램(App), 드라이버 등 포함

🔁 노이만 구조

현재 대부분의 컴퓨터는 프로그램 내장 방식(노이만 구조)을 따릅니다.
→ 명령어와 데이터를 메모리에 저장한 후, CPU가 불러와 실행하는 구조입니다.

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2. CPU, 메모리, 버스 시스템

💡 CPU 구성과 역할

• ALU (산술 논리 장치): 연산 처리
• CU (제어 장치): 명령어 해석 및 제어
• 레지스터: 임시 데이터 저장소

CPU는 메모리에서 데이터를 받아 연산하고, 결과를 다시 저장합니다.

📶 버스 시스템

• 주소 버스: 메모리 위치 지정
• 데이터 버스: 데이터 이동
• 제어 버스: 동작 명령 제어

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3. 메모리와 I/O 장치

📦 메모리

• ROM: 읽기 전용, 비휘발성 (내용이 유지됨)
• RAM: 읽고 쓰기 가능, 휘발성 (전원 차단 시 내용 소멸)
  • SRAM: 빠르지만 비쌈 (캐시 메모리로 사용)
  • DRAM: 일반적으로 사용

⌨️ 입출력 장치 (I/O Device)

• 입력 전용: 키보드, 마우스, 마이크
• 출력 전용: 모니터, 프린터, 스피커
• 입출력 겸용: SSD, 네트워크 장치, 터치스크린 등

속도 차이를 줄이기 위해 메모리 내 I/O 버퍼를 사용합니다.
특별한 장치는 드라이버를 통해 제어합니다.

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4. 소프트웨어와 운영체제

🧠 소프트웨어 종류

• 시스템 소프트웨어: 하드웨어를 제어하고 사용자가 시스템을 쓸 수 있게 함
  • 운영체제(OS), 드라이버, 라이브러리 등
• 응용 소프트웨어: 사용자가 직접 사용하는 프로그램
  • 게임, 문서 편집기, 계산기 등

🖥 운영체제의 예

• Windows (유료, GUI 중심)
• Linux (무료, CLI 중심)
• macOS (UNIX 기반, GUI 중심)

운영체제는 커널(Kernel)과 셸(Shell)로 구성되며, 사용자와 하드웨어를 연결하는 역할을 합니다.

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5. 프로그래밍 개념

📌 프로그래밍이란?

• 프로그램은 문제 해결을 위한 명령어 집합입니다.
• 프로그래밍은 문제 정의 → 알고리즘 설계 → 코드 작성 → 테스트 → 배포의 과정을 거칩니다.

💬 언어의 종류

• 컴파일형 언어: C, C++, Java 등 (속도 빠름)
• 인터프리터형 언어: Python, JavaScript 등 (개발 편리)

🔧 개발 환경

• 에디터: 메모장, VS Code 등
• IDE: 통합 개발 환경 (PyCharm, Eclipse 등)
• 디버거: 오류를 찾아 수정하는 도구

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6. 파이썬 개요

🐍 파이썬이란?

• 배우기 쉽고 생산성이 높은 언어
• 웹 개발, 데이터 분석, 인공지능 등 다양한 분야에서 사용
• 다양한 운영체제에서 실행 가능
• 무료이며, 커뮤니티가 활발함

📜 파이썬의 특징

• 인터프리터 방식
• 간결하고 직관적인 문법
• 동적 자료형 사용
• 객체지향 + 함수형 프로그래밍 지원

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7. 파이썬 개발 환경 구축

🛠 파이썬 설치 방법

• 공식 사이트: 기본 파이썬 설치
• 아나콘다(Anaconda): 데이터 분석용 환경 포함

☁️ 구글 코랩(Google Colab)

• 클라우드 기반 파이썬 실행 환경
• 설치 없이 웹 브라우저에서 사용
• 주피터 노트북 방식으로 코드와 설명을 함께 기록 가능

📚 주피터 노트북 셀 종류

• 코드 셀: 파이썬 코드 입력
• 텍스트 셀: 설명 입력 (마크다운 사용 가능)

⌨️ 유용한 단축키

• Ctrl + M, M: 텍스트 셀로 전환
• Ctrl + M, Y: 코드 셀로 전환
• Shift + Enter: 셀 실행
• Esc: 셀 선택 해제

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✅ 오늘의 정리

구분 핵심 개념

컴퓨터 구성	하드웨어 + 소프트웨어
CPU	연산 및 제어 중심, 기억 기능 없음
프로그래밍	문제 해결을 위한 절차를 코드로 작성
파이썬	배우기 쉬운 인터프리터 언어
개발 환경	설치형(Anaconda) 또는 웹 기반(Colab)

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다음 차시에서는 파이썬 프로그램의 기본 구조와 자료형, 그리고 입출력 방법을 실습해보겠습니다.