요즘 다양한 곳에서 머신러닝과 딥러닝을 접목하려고 합니다. 머신러닝과 딥러닝에 관심이 생겨 공부를 해보려는데 알아야 할 것도 많고, 좋은 컴퓨터도 필요합니다.🤦‍♂️

🙄내가 생각하는 머신러닝과 딥러닝을 하기 위해 필요한 사전 지식과 컴퓨터 사양

수학 지식
머신러닝, 딥러닝 이론
프로그래밍 실력
프로그램을 돌릴 수 있는 성능 좋은 컴퓨터

흠...아무래도 이 정도는 갖춰야 하지 않을까? 하는 생각이 듭니다.
수학 지식과 머신러닝, 딥러닝 이론, 프로그래밍 실력은 기본으로 갖추고 있어야 시작할 수 있을 것 같은데, 저걸 다 갖추려면 얼마나 많이 공부해야 할지 생각만으로도 지칩니다. 게다가 성능 좋은 컴퓨터라니! 엄청나게 비싸겠죠.🤑🤑

😲실제로 머신러닝과 딥러닝을 하기 위해 필요한 사전 지식과 컴퓨터 사양

중학교 수준의 수학 지식
머신러닝, 딥러닝은 인공지능의 한 분야이다 정도의 간단한 이론
파이썬 기초 문법(if, for와 변수를 아는 정도)
웹 서핑이 가능한 컴퓨터

이 정도면 조금 해볼 만하다는 생각이 드시나요? 농담이 아니라 🏄‍♂️웹 서핑을 할 수 있는 컴퓨터로 돈도 들이지 않고, 업그레이드도 하지 않고 머신러닝, 딥러닝 프로그램을 돌릴 수 있습니다.

👨‍💻구글 코랩(Google Colab)으로 머신러닝 시작하기

먼저 웹 서핑이 가능한 컴퓨터를 켜고 구글 코랩에 접속합니다. 기존에 사용하던 구글 계정을 이용하시거나 없다면 새로 계정을 만들어주세요.

🌏구글 코랩 주소: https://colab.research.google.com/

구글_코랩_메뉴_설명

코랩은 웹 브라우저에서 텍스트와 프로그램 코드를 자유롭게 작성할 수 있는 온라인 에디터라고 생각하면 쉽습니다. 이런 코랩 파일을 노트북Notebook 혹은 코랩 노트북이라고 부릅니다.

화면 맨 위에는 노트북의 제목이 쓰여 있습니다. 코랩 기본 페이지의 제목은 ‘Colaboratory에 오신 것을 환영합니다’입니다. 노트북의 제목은 파일 이름으로도 사용됩니다. 제목 아래 메뉴가 있습니다. 왼쪽에는 현재 페이지의 목차를 보여 줍니다. 노트북에서 셀cell은 코드 또는 텍스트의 덩어리라고 보면 됩니다. 노트북은 보통 여러 개의 코드 셀과 텍스트 셀로 이루어집니다. 키보드의 위아래 키를 누르면 셀 사이를 이동할 수 있습니다. 물론 마우스로 클릭해서 이동할 수도 있습니다. 선택된 셀은 그림자가 나타나기 때문에 쉽게 알아챌 수 있습니다.

🙋‍♀️여기서 잠깐) 코랩(Colab)은 무엇인가요?

코랩은 웹 브라우저에서 텍스트와 프로그램 코드를 자유롭게 작성할 수 있는 일종의 온라인 텍스트 에디터입니다. 좀 더 있어 보이는 말로 표현하자면 클라우드 기반의 주피터 노트북 개발 환경입니다. 머신러닝은 컴퓨터 사양이 중요한데, 구글 코랩은 나의 느린 컴퓨터 대신에 CPU와 램을 제공해주기 때문에 컴퓨터 성능과 상관없이 프로그램을 실습할 수 있습니다.

당장 코랩에서 중요한 점은 코랩 파일을 노트북이라고 부른다는 것과 코드를 입력하는 곳이 코드 셀이라는 점입니다. 그리고 코랩에서 사용할 수 있는 프로그래밍 언어는 ‘파이썬’입니다.

👨‍💻텍스트 셀

셀cell은 코랩에서 실행할 수 있는 최소 단위입니다. 즉 셀 안에 있는 내용을 한 번에 실행하고 그 결과를 노트북에 나타냅니다. 하지만 텍스트 셀은 코드처럼 실행되는 것이 아니기 때문에 자유롭게 사용해도 괜찮습니다. 셀 하나에 아주 긴 글을 써도 되고 여러 셀에 나누어 작성해도 괜찮습니다.

텍스트_셀

텍스트 셀에서는 HTML과 마크다운Markdown을 혼용해서 사용할 수 있습니다. 왼쪽 창에서 텍스트를 수정하면 오른쪽 미리 보기 창에서 수정된 결과를 바로 볼 수 있습니다.<h1> 태그 아래에 임의의 텍스트를 추가하고 미리 보기 창에 나타나는 결과를 확인해 보세요.

👨‍💻코드 셀

‘Colaboratory에 오신 것을 환영합니다’ 노트북의 세 번째 셀이 코드 셀입니다. 코드 셀로 이동하면 코드와 결과가 함께 선택됩니다.

seconds_in_a_day = 24 * 60 * 60
seconds_in_a_day

그리고 코드 블록의 좌측 버튼▶을 클릭하면 86400이라고 나오면서, 온라인 에디터가 잘 동작한다는 걸 확인할 수 있습니다.

👨‍💻노트북

코랩은 구글이 대화식 프로그래밍 환경인 주피터(Jupyter)를 커스터마이징한 것입니다. 파이썬 지원으로 시작한 주피터 프로젝트는 최근에는 다른 언어도 지원합니다. 주피터 프로젝트의 대표 제품이 바로 노트북Notebook입니다. 흔히 주피터 노트북이라고 부릅니다.이렇게 입력하고 실행하면 우측 상단에 RAM과 디스크 표시가 나타납니다. 여기에 마우스 포인터를 갖다 두면 그림처럼 상세 정보를 얻을 수 있습니다.

코랩 가상서버

이 노트북은 구글 클라우드의 컴퓨트 엔진Compute Engine에 연결되어 있습니다. 이 서버의 메모리는 약12기가이고 디스크 공간은 100기가입니다. 구글 계정만 있으면 코랩 노트북을 사용해 무료로 가상 서버를 활용할 수 있습니다. 놀랍지 않나요?🤸‍♀️🤸‍♂️🤸‍♀️

다만, 무료로 사용할 때는 노트북을 최대 5개만 동시에 사용할 수 있습니다. 그리고 노트북 하나를 12시간 이상 연결할 수 없습니다.

🙋‍♀️여기서 잠깐) 코랩 노트북이 5개면, 새로운 노트북은 어떻게 만드나요?

코랩 노트북이 5개 이상 실행 중이라면 실행 중인 웹 브라우저 창을 닫거나, [런타임] → [세션 관리] 메뉴를 선택하여 실행 중인 노트북을 종료할 수 있습니다.

코랩_노트북_종료

👨‍💻새 노트북 만들기

코랩에서 새로운 노트북을 만들고 저장해보겠습니다.

01 [파일] - [새 노트]를 클릭해서 새로운 노트북을 만들어주세요.

코랩_새_노트북_만들기

02 새 노트북은 Untitled[숫자].ipynb 이름으로 만들어지고 노트북에는 다음과 같이 빈 코드의 셀 하나가 들어 있습니다.

03 코드 셀에 ‘Hello World’를 출력하는 print() 코드를 작성하고 이 파일의 이름을 ‘Hello World’로 저장해 봅시다. 먼저 빈 코드 셀을 마우스로 선택하고 다음과 같이 입력한 다음 셀을 실행해 보세요. 코드 셀을 실행하려면 [Ctrl + Enter] 키(macOS는 [cmd + Enter] 키)를누르거나 왼쪽에 있는 플레이 아이콘▶을 클릭합니다.

04 노트북은 자동으로 구글 드라이브Google Drive의 [내 드라이브]-[Colab Notebooks] 폴더 아래에 저장됩니다. 웹 브라우저에서 구글 드라이브(https://drive.google.com)로 접속해서 확인해 보세요.

구글_코랩_노트북_저장위치

05 이렇게 저장된 노트북을 코랩으로 불러올 수 있습니다. 코랩 노트북 화면에서 [파일]-[노트 열기]를 선택합니다. 팝업 창에서 [Google 드라이브]를 선택하면 [Colab Notebooks]에 들어간 노트북을 코랩에서 열 수 있습니다. 또는 구글 드라이브에서 코랩 노트북을 선택하고 마우스 오른쪽 버튼을 클릭하여 팝업 메뉴를 띄운 다음 [연결 앱]-[Google Colaboratory]를 선택하면 노트북을 코랩에서 열 수 있습니다.

구글_코랩_노트북_불러오기

지금까지 노트북을 만들고 저장하는 방법을 알아보았습니다. 코랩 노트북은 구글 드라이브에 보관되며 언제든지 다시 실행할 수 있습니다.

위 내용은 <혼자 공부하는 머신러닝+딥러닝>을 재구성하여 작성 되었습니다.

혼자 공부하는 머신러닝 딥러닝

구글 클라우드 상에서 코랩을 활용해 머신러닝, 딥러닝 프로그래밍을 시작하는 방법을 알아보았습니다. 이 책을 통해 직접 코딩하면서 머신러닝과 딥러닝의 실체가 무엇인지 배워 보세요.

맛보기 예제: 01-3절 마켓과 머신러닝 코드

모든 예제는 공개 되어 있으며, 온라인 환경인 구글 코랩에서 실습합니다. 회귀 알고리즘부터 시작해 텐서플로를 사용한 딥러닝 알고리즘을 다룹니다. 기본적인 인공 신경망에서부터 이미지 처리 분야에 뛰어난 합성곱 신경망과 순차 데이터 처리에 뛰어난 순환 신경망까지 원리를 터득하고 직접 모델을 구현하여 예제를 풀어 보실 수 있습니다.

📘용어 노트와 실습예제 다운로드

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