이제 컴퓨터, 인공지능 등의 기술은 단순한 도구를 넘어서 우리 삶을 바꾸고 사회시스템을 변화시키는 중요한 매개체가 되었습니다. 컴퓨터는 우리 삶과 동떨어진 도구가 아니라 우리가 일상생활에서 만나는 여러 가지 문제를 해결하는데 가장 강력하고 유용한 도구다. 즉, 현재와 미래를 살아갈 세대라면 누구나 컴퓨팅의 원리와 활용 방법을 배워야 하는 시대에 우리는 살고 있는 것이다. 본 ‘이제 시작이야! 컴퓨팅사고력으로 인공지능까지 스크래치 2nd Edition’은 컴퓨터 관련 학문을 전공으로 하지 않거나 컴퓨터를 배우고 싶은데 어떻게 시작할지 막막한 입문자를 위한 도서다.
50여 년 전 만해도 우리에게 가장 중요한 문제해결 도구는 과학과 수학이었습니다. 세상의 현상과 물질을 탐구하는 과학의 산출물과 인간의 사고를 논리적으로 기호화해서 표현한 수학이야말로 문제를 해결하기 위한 가장 강력하고 유용한 도구가 되어주었습니다. 그러나 현대의 문제는 과학과 수학만 가지고 해결하기 어려운 상황으로 확장되고 있습니다. 그 복잡함과 크기가 과학과 수학의 원리를 적용하여 인간이 계산하고 해결할 수 있는 범위를 넘어서고 있기 때문입니다.
이제 컴퓨터, 인공지능 등의 기술은 단순한 도구를 넘어서 우리 삶을 바꾸고 사회시스템을 변화시키는 중요한 매개체가 되었습니다. 컴퓨터는 우리 삶과 동떨어진 도구가 아니라 우리가 일상생활에서 만나는 여러 가지 문제를 해결하는데 가장 강력하고 유용한 도구입니다.
즉, 현재와 미래를 살아갈 세대라면 누구나 컴퓨팅의 원리와 활용 방법을 배워야 하는 시대에 우리는 살고 있는 것입니다.
본 ‘이제 시작이야! 컴퓨팅사고력으로 인공지능까지 스크래치 2nd Edition’은 컴퓨터 관련 학문을 전공으로 하지 않거나 컴퓨터를 배우고 싶은데 어떻게 시작할지 막막한 입문자를 위한 도서입니다. 이 책을 통해 ‘인공지능 시대’의 기본 역량인 ‘컴퓨팅 사고력’을 체득할 수 있기를 기대합니다.
PART？ 1 컴퓨팅 사고력
CHAPTER 1 문제를 해결하는 새로운 시각이 필요해 003
CHAPTER 2 크고 복잡한 문제는 분해하자 029
CHAPTER 3 공통의 패턴을 찾으면 문제 해결이 쉬워져 045
CHAPTER 4 핵심요소를 찾아서 단순하게 추상화하자 065
CHAPTER 5 자동화를 위해서는 정확한 알고리즘이 필요해 083
PART？ 2 컴퓨터과학의 기초
CHAPTER 6 컴퓨터는 이진표현으로부터 시작해 099
CHAPTER 7 멀티미디어도 숫자로 표현해 127
CHAPTER 8 알고리즘은 순서가 중요해 149
CHAPTER 9 조건에 따라 결과가 달라져 165
CHAPTER 10 반복을 찾으면 효율적이야 183
CHAPTER 11 효율적 자료 관리를 위해 구조화시키자 205
PART？ 3 인공지능
CHAPTER 12 인공지능은 어떻게 발전해 왔는가? 227
CHAPTER 13 인공지능은 데이터 편향을 고려해야해 249
CHAPTER 14 머신러닝은 데이터로 스스로 학습 하지 273
CHAPTER 15 인공지능은 두 얼굴을 가지고 있어 303
APPENDIX : CT 융합 프로젝트
A.1 컴퓨팅사고력으로 풀어보는 ‘탄소 발자국’프로그램 319
A.2 컴퓨팅사고력으로 풀어보는 ‘화장실 안내’프로그램 321
A.3 컴퓨팅사고력으로 풀어보는 ‘프렉탈’프로그램 325
A.4 인공지능을 활용한 ‘학...교가는 방법 추천’ 프로그램 332
INDEX 339
컴퓨터는 우리 생활 속의 아주 복잡한 일부터 창의적이라고 생각하는 예술 분야까지 많은 영향을 미치고 있다. 이러한 컴퓨터와 사람은 어떤 차이가 있을까? 먼저, 사람의 특성은 사회적인 상호 작용을 하며, 로봇보다는 신체 움직임이 더 자연스럽다. 또한, 가끔은 정해진 규칙보다는 자기만의 생각이나 창의적인 방식으로 행동한다. 때로는 어떤 규칙으로 이루어졌는지는 모르지만 순간적으로 판단할 수 있는 능력을 가지고 있다. 우리는 그런 것들을 직관이라고 한다.
반면, 컴퓨터는 복잡한 계산을 빠르고 정확하게 할 수 있다. 컴퓨터는 처음부터 사람의 계산을 도와주기 위한 도구로 만들어졌다. 그래서 컴퓨터는 항상 문제를 해결할 때 계산이라는 방식을 이용한다. 컴퓨터가 지시된 내용만 따른다는 특성은 정확도를 높일 수 있다는 장점이 될 수 있다. 최근에는 인공지능의 발달로 지시된 사항 외에 스스로 학습한 결과를 기대할 수 있게 되었다.
이렇게 컴퓨터와 사람은 서로 다른 장단점을 가지고 있다. 따라서 사람에게 가지고 있는 장점과 컴퓨터의 장점을 함께 이용하여 협업한다면 수많은 일들을 해낼 수 있을 것이다. 현재 인공지능 기술이 많이 발전하고 있기 때문에 미래 학자들은 2045년이면 인공지능이 사람을 능가할 수 있다고도 예측하고 있다.
알파고는 2016년도에 인류 역사상 중대한 전환점을 가져왔다. 구글의 알파고와 이세돌 바둑 기사가 세기의 매치를 하였으며 그 결과 알파고가 이세돌에게 4대 1로 이기게 된다. 많은 사람들은 그 결과에 많은 충격을 받았다. ‘이제는 인문학 분야까지 인공지능이 점령하는 것은 아닐까? 일자리를 모두 빼앗아 가는 것은 아닐까? 기계가 인간을 지배하는 날이 얼마 남지 않은 것은 아닌가?’ 하고 말이다. 하지만 인공지능에 대한 막연한 두려움을 갖기 보다는 오히려 우리가 컴퓨터와 인공지능을 더 알고 배워야하는 필요성을 생각해 볼 수 있을 것이다.
전수진 [저]
2000년부터 초등학교 교사로 19년간 아이들을 가르치며 경인교육대학교에서 초등컴퓨터교육 석사, 고려대학교에서 컴퓨터교육학으로 박사학위를 취득하였다. 이후 2019년부터는 호서대학교 더:함교양대학 혁신융합학부에서 ‘AI와 컴퓨팅사고력’과 ‘인공지능의 이해와 활용’ 등의 과목을 가르치고 있다. 이렇듯 모든 사람들이 변화하는 시대에 속도를 맞춰 함께 살아갈 수 있도록 컴퓨팅사고력 기반의 SW·AI교육의 발전을 위해 연구하고 있다.
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