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모듈(Module)이란?

 여러분이 파이썬을 본격적으로 활용하다보면 어느 순간부터인가 모듈, 모듈화한다 등의 말을 듣게 될 것이다. 모듈은 함수(Function), 변수(Variable), 클래스(Class)를 이쁘게 잘 모아서 잘 포장해놓은 것을 말한다. 

 그리고, 이렇게 이쁘게 잘 정리해놓은 모듈에서 우린 언제든지 내가 원하는 기능을 뽑아서 사용할 수 있다. 자, 만약 당신이 R을 미리 학습하고 왔다면, R의 라이브러리(Library)가 떠오르지 않는가?

 파이썬에서는 R의 library를 모듈(Module)이라 부르고, 우리는 언제든지 내가 필요한 모듈에서 내가 필요한 기능을 가져와서 사용할 수 있다. 앞서서 파이썬의 특징에 대해 설명할 때, 파이썬은 다양한 모듈(라이브러리라고 혼용하여 사용하였음.)들이 서로서로 의존성을 가지고 있으므로, 설치가 꽤나 어렵다고 했는데, 이번엔 그 어려운 모듈 설치를 한번 해보도록 하겠다.
(환경은 이전까지 학습한 PyCharm에 아나콘다 가상환경으로 진행할 것이다.)

모듈 설치 방법은?

아나콘다, 파이참 이 2가지를 설치한 우리에겐 총 3가지의 모듈 설치방법이 있다.

1) pip로 설치하기

• 파이참 터미널에서 설치
  • 파이참 좌측 하단을 보면 Terminal이라는 버튼이 있으며, 해당 버튼을 누르면 cmd창을 파이참에서 바로 사용할 수 있다.
  • 우측의 Event Log에서는 코드 실행 후 발생한 특이사항들을 확인할 수 있다.
  • 우측하단의 Event Log 버튼도 동일한 기능을 갖는다.

• cmd 창을 바로 이용한다.
  • Anaconda를 설치하면서 생긴 Anaconda prompt 창을 사용해보자(그냥 cmd 창도 가능).
  • 만약 이전 포스트의 내용까지 잘 따라왔다면, 아마 Anaconda prompt (가상환경이름)이라는 파일도 생겼을 것이다. 해당 파일을 클릭하면, 가상환경에 대한 prompt로 들어가게 된다.

• pip install 모듈이름
  : "모듈이름"을 pip로 설치한다.
• pip uninstall 모듈이름
  : "모듈이름"을 제거한다.
• pip list
  : 현재 환경에 설치되어 있는 파이썬 모듈의 목록을 가지고 온다.
• pip install --upgrade pip
  : pip를 최신 버전으로 업그레이드 한다(처음 pip를 쓰기 전이라면 꼭 해주도록 하자.)
• pip --version
  : pip 버전 확인
• pip란?
  • pip는 파이썬으로 작성된 패키지 소프트웨어를 설치, 관리하는 패키지 관리 시스탬이다. Python Package Index(PyPI)에서 많은 파이썬 패키지를 볼 수 있다(위키피디아).
  • 그러나, pip는 앞서 다른 포스트에서 말했듯, 모듈 설치 시 충돌이 발생하면 이 부분을 무시해버리기 때문에 설치가 제대로 안될 위험이 있다.
  • 그러므로, 가능한 conda를 써보도록 하자.

2) Conda 써보기

앞서 우리는 아나콘다를 깔았고, 가상환경을 깔았으므로, 아나콘다 prompt를 이용해서 설치해보도록 하겠다.

• 아나콘다 가상환경 프롬프트인 Anaconda prompt (가상환경이름)으로 들어가보자.

• 그냥 Anaconda의 명령 prompt는 (Base)... 로 시작하지만, 가상환경에서는 (가상환경이름).. 으로 시작한다는 차이가 있다.
• 파이썬은 모듈을 설치 및 관리할 때, 충돌이 일어나기 쉬우며, 충돌이 발생한 경우, 그때 그때마다 파이썬과 관련된 모든 파일을 삭제하여야할 수도 있지만, 가상환경을 사용하면, 해당 가상환경만 제거하면 된다.
• conda install 패키지이름
  : conda로 내가 원하는 패키지를 설치할 수 있다.
• conda란?
  
  • 아나콘다의 패키지 관리자로, 패키지 설치 시 현재 환경과 충돌 여부를 확인한다. 
  • 일반적으로 "conda install 패키지이름"으로 패키지를 설치해보고, 그 후에 "pip install 패키지이름"을 사용하는 것을 추천한다.

3) 파이참에서 설치해보자

파이참에서 터미널을 사용하지 않고, 파이참만의 방식으로도 설치가 가능하다.

• File > Settings을 클릭하고 들어가보자.
• Project: 프로젝트이름 > Project Interpreter를 눌러보면 아래와 같은 화면이 뜬다.

• + 버튼을 눌러보자.

• + 버튼을 누르면 설치돼있는 모듈은 파란색으로, 설치가 아직 안된 모듈은 하얀색으로 표시가 된다.
• 또한 Description을 보면 간략한 상세 정보를 볼 수 있다.
• 우측 하단 Specify version을 체크하면, 내가 원하는 버전으로 설치할 수 있다.
• 설치하고자 하는 패키지를 클릭하고 좌측 하단의 Install package를 클릭하면, 해당 패키지가 설치된다.
• 설치 진행 상황은 파이참의 최하단부에서 확인 가능하다.
• 설치 가능한 모든 패키지가 검색 가능하진 않다. 특정 패키지의 경우 파이참 UI를 이용해서 설치가 불가능하므로, 그런 경우 conda나 pip를 써서 설치하도록 하자.

만약, 파이썬 모듈을 설치하다가, 설치된 패키지들끼리 충돌을 일으키거나, 잘못된 패키지 설치 등으로 인해, 문제가 생겨서 환경을 처음부터 다시 셋팅하고자 한다면, 새로운 가상환경을 만들면 된다.

다음 시간엔 오프라인으로 파이썬 패키지들을 다운받는 방법에 대해 학습해보도록 하자.

 Pycharm은 Python용 IDE(통합 개발 환경)로 많이 쓰이는 개발툴 중 하나로, 파이썬 개발툴 중 가장 높은 완성도를 가지고 있다는 특징이 있다.
(이외의 선택지는 Visual Studio에 파이썬 확장을 하는 것 말고는 없다.)

파이참을 설치해보자.

1. Google에 파이참을 검색해보자.

2. 파이참 Community 버전(공짜!!) 다운로드 클릭!

3. 파이참 설치를 진행해보자!

• 설치 경로를 C 드라이브 바로 아래에 Pycharm 파일을 만들어서 그 곳으로 경로를 지정해주자.

• 4가지 체크박스 모두를 체크해주도록 하자.
• 바로가기, 폴더에서 프로젝트 바로 열기, PATH에 등록하기 등을 모두 선택.
• Next > Install 을 눌러 설치해주도록 하자.

• 설치가 완료 되었으면 Reboot now를 눌러 시스템을 재부팅해주자.

파이참을 실행하고 환경 셋팅을 해보자.

1. 파이참을 실행해보자.

• 파이참을 설치할 때, JetBrains라는 파일에 들어가도록 이름을 정했었다(Default 값이므로, 위 설치 방법처럼 쭉쭉 진행했다면, 내가 언제 그랬지!? 하고 오해하지 않아도 된다.)

2. 환경을 셋팅을 해보자

• 파이참 실행이 처음이므로 setting을 import하지 않고 시작하도록 하자.

• 눈 보호를 위해, UI 테마를 어두운 화면인 Darucula로 선택하자

• 여러가지 기능을 추가로 설치할 수 있다.
• 본 환경에선 IdeaVim과 R 이 2가지를 설치해주도록 하겠다(개인적으로 R을 참 좋아한다.).
• 위 과정이 끝나면 Start using PyCharm을 클릭하여 파이참을 본격적으로 실시해보자.

• 본격적인 실행에 앞서서 Confiqure > Settings를 눌러서 개발 환경 설정을 실시하자.

• Default Project > Project Interpreter에 들어가서 아나콘다를 기본 인터프리터(코드를 실행할 프로그램이라고 생각하면 간단하다.)로 설정하자.
• 나사 모양을 누르고 Add를 해주자

• 이전 포스트에서 만들었던 가상 환경을 그대로 사용하기 위해 위 와 같게 체크해주자
• 마지막에 Click!!!!이라 쓰인 빨간 박스 안에 있는 버튼을 클릭하자

• 만약 지금까지의 과정을 쭉 따라왔다면 다음과 같은 위치에 가상환경이 존재할 것이다.
• C > Anaconda > envs > python.exe를 선택하자.
• OK > OK > Apply > OK 를 눌러서 빠져나오자.

3. 새로운 프로젝트를 만들어보자.

• 파이참은 Project 단위로 소스 파일들을 관리한다.

• 새로 만든 Project의 이름을 정해주고
• 방금 환경 셋팅에서 디폴트 Interpreter로 설정한 가상환경을 가지고 오기 위해 Existing interpreter를 체크해주자
• Create로 가상환경을 생성하자.

• 지금까지 잘 따라왔다면 Project 생성 시간이 꽤 걸릴 것이다.

• 프로젝트에 우클릭 > Nex > Python File 을 실시하면 새로운 파이썬 파일이 생성된다.

• 이번엔 Practice1.py로 새로운 파이썬 파일을 생성해보겠다.

• print("Hello world")라고 타이핑하고, 마우스 우클릭 Run 버튼을 누르거나, Shift + F10을 하면 해당 파이썬 파일을 실행시킬 수 있다.

자 지금까지 윈도우에서 파이썬을 사용하기 위한 셋팅을 실시해보았다.

다음 포스트에서는 내가 필요로 하는 패키지를 다운로드 받는 방법에 대해 학습해보도록 하겠다.

지난 포스트에선 아나콘다 설치와 주피터 노트북 사용법에 대해 간략하게 훑어봤다.
이번 포스트에선 아나콘다의 특징 중 하나인 파이썬 가상환경에 대해 학습해보도록 하자.

가상환경(Virtual Environment)

• 가상환경이란 말 그대로, 가상의 개발 환경으로, 대표적인 예시로 Virtual Box(VB)와 같은 툴을 통해 윈도우 안에 우분투, CentOS와 같은 다른 OS를 가상 머신에 설치하여, 기존 환경과 다른 환경을 구축하는 것을 말한다.
• 앞서 다루었던 파이썬의 단점에서 의존성 문제로 인한 라이브러리의 충돌이 발생할 수 있다고 하였는데, 이 가상환경을 이용한다면, 조금 번거롭긴 하겠지만 python 버전 관리부터 패키지 충돌 방지를 동시에 만족할 수 있다.
• 가상환경을 사용하면, 64 bit 환경에 대해서도 32 bit 환경에 대해서도 따로 환경을 만들어서, 다른 파이썬 설치 없이 쉽게 해결할 수 있다.
• 즉, 가상환경을 만들면 파이썬의 버전과 라이브러리의 관리를 실제 환경과 별도로 만들어진 가상 속의 환경에서 해결할 수 있다는 것이다.

아나콘다에서 가상환경을 만들어보자.

1. 아나콘다 prompt를 실행하자.

2. Conda의 버전 확인과 update를 해주자.

• conda --version
  : 아나콘다의 버전을 확인한다.
• conda update conda
  : 아나콘다를 업데이트 한다.
• 위 과정을 실시하면 맨 아래와 같이 Proceed ([y]/n)? 이라는 문구가 뜰 것이다. 여기서 y를 타이핑하고 엔터를 하자.

• 위와 같은 결과가 나오며 Anaconda 버전 업데이트가 완료되었다.

3. 아나콘다의 가상환경을 생성해주자

• conda create -n 가상환경이름 anaconda python=3 이라고 타이핑 쳐보자
• python= 뒤에 들어가는 숫자는 python의 버전이다.
  (단순하게 python3를 쓰겠다면 python=3 이라고 해도 된다. 최신 버전이 설치되므로, 특정 버전이 필요한 경우 해당 버전을 정확히 적도록 하자.)
• y를 입력하여, 가상환경 생성을 완료하도록 하자.

• 가상환경 생성이 완료가 되면 간단하게 가상환경을 켜는 방법과 끄는 방법을 설명해준다. 이밖에 유용한 코드들을 정리해놓고자 한다.
• conda activate 가상환경이름
  : 가상환경을 활성화하고자 하는 경우.
• conda deactivate
  : 가상환경을 비활성화하고자 하는 경우.
• conda env export > 가상환경이름.yaml
  : 가상환경을 내보내기(yaml 파일로 저장된다.)
• conda env create -f 가상환경이름.yaml
  : 가상환경 불러오기
• conda env list
  : 가상환경 리스트 출력
• conda env remove -n 가상환경이름
  : 가상환경 제거하기

아래 내용은 가상환경 상태에서 치는 것을 추천한다.
(가상환경이 아닌 경우, conda 자체에 설치되서 가상환경을 사용할 수 있는 아나콘다의 장점을 활용할 수 없다.)

• conda install 패키지이름
  : 가상환경에 특정 패키지를 설치하고자 하는 경우.
• conda update 패키지이름
  : 패키지를 업데이트 하고자 하는 경우.
  
• conda upgrade --all
  : 설치된 모든 패키지 업데이트
• conda list
  : 설치된 패키지 목록 보기
• conda remove 패키지이름
  : 패키지 제거

가상환경에서 파이썬을 다뤄보자.

• 그다지 크게 쓸모 있는 부분은 아니지만 가상환경에서 파이썬을 사용해보자.

• conda activate conda_virtual_env
  : 가상환경(conda_virtual_env) 활성화
• python
  : python 실행
• print("Hello world")
  : 파이썬을 비롯한 각종 프로그래밍 언어를 처음 다루게 되었을 때, 쳐볼 단어이다!
• quit()
  : 파이썬 종료
• conda deactivate
  : 가상환경 비활성화(deactivate라고 쳐도 된다.)
• exit
  : conda prompt 종료

지금까지 아나콘다의 가상환경 만들기에 대해 학습해보았다.

위 방법을 사용하면, 얼마든지 내가 원하는 파이썬 버전에 맞는 가상환경을 만들고, 패키지 관리를 할 수 있다.

다음 포스트에서는 아나콘다를 보다 효율적으로 사용할 수 있도록, 아나콘다를 파이참에서 사용하는 법에 대해 학습해보도록 하겠다.

 지난 포스트에서 파이썬이 무엇인지 가볍게 알아보았다.

 이번 포스트에서는 파이썬을 어떻게 설치하는지와 아나콘다에 내장된 주피터 노트북 실행 방법 등에 대해 알아보자.

파이썬(Python) 설치와 아나콘다(Anaconda)

 지난 포스트에서 "파이썬은 의존성(Dependency) 문제 등으로 패키지 설치와 관리 등이 어렵다는 단점이 있다"라고 했었는데, 파이썬을 직접 설치하는 것이 아니라, 아나콘다(Anaconda)를 대신 설치하여 파이썬을 설치한다면, 위 문제가 상당 부분 해결된다.

아나콘다(Anaconda)란? 

 파이썬과 아나콘다의 가장 큰 차이는 패키지 종속성 관리 방법인데, 파이썬의 패키지 관리자인 pip는 패키지 설치 시 충돌이 발생하면 이 부분을 무시해버리지만, 아나콘다의 패키지 관리자인 conda는 패키지 설치 시 현재 환경과 충돌 여부를 확인한다. 그러다보니 pip로 패키지를 설치했을 때, 충돌을 일으키며 설치가 잘 안되는 패키지는 conda prompt를 이용하여 설치하면, 수월하게 설치되는 경우도 종종 있다.

 또한 아나콘다는 상당한 양의 수학 및 과학 등에 관련된 패키지들을 기본적으로 포함하고 있기 때문에, 파이썬의 오프라인 설치 시, 한 패키지를 설치하기 위해 수십여개에 달하는 패키지들을 종속성을 확인하며, 하나하나 순서대로 깔아줘야하는 문제에서도 해방될 수 있다.

 그러므로, 파이썬을 사용하고자 한다면, 파이썬을 직접 까는 것보다 아나콘다를 바로 깔아주도록 하자(파이썬이 깔린 상태에서 아나콘다를 깔면, 충돌이 발생할 수도 있다...)

아나콘다를 설치해보자.

1. 아나콘다 싸이트에 들어가자!

• 보이는가! 파이썬과 아나콘다의 위용이! 영화로도 상영된 뱀의 한 종류인 아나콘다가 제일 위에 나오는 것이 아니라, Python 배포판 중 하나인 Anaconda가 먼저 나오는 것을 알 수 있다!
  (구글의 검색 알고리즘이 이용자의 활동 로그를 활용해, 이용자의 주요 관심사에 가까운 싸이트를 맨 위로 올려주는 것이 아니기를 바란다... 그리고 뱀인 아나콘다에 대한 유명 홈페이지가 없을 것 같기도하고...)

2. Get Started를 눌러보자!

• 우측 상단의 Get Started를 눌러도 상관 없다.

3. Install Anaconda Individual Edition을 클릭하자

4. Download을 클릭하자!

• Download 아래엔 Anaconda의 특징에 대해 상세히 적혀 있다.

5. 내 OS에 맞는 버전을 설치하자.

• 지금 Anaconda 설치 방법을 따라오고 있는 사람은 대부분 Windows 사용자가 많을 것이다.
• 이번엔 Windows 환경에서 Python을 설치해보도록 하겠다.
• 파이썬3를 설치하도록 하겠다.
  • 파이썬2와 파이썬3는 일부 코드가 다르며, 라이브러리에서도 상당히 차이가 난다. 그러다보니 파이썬2와 파이썬3는 호환이 되질 않는다.
  • 파이썬3는 파이썬2에 있는 상당 수의 오류를 수정한 상태로 만들어졌다.
  • 아직까진 파이썬2의 라이브러리가 더 많지만 파이썬3의 라이브러리 수가 점점 따라잡고 있으며, 파이썬3로 많이 넘어가고 있다.
  • Python 3.x가 Python3이며, Python 2.x가 Python2이다.
  • 해당 블로그에선 파이썬3를 기반으로 학습을 하도록 하겠다.
• Python 3.7 버전을 기반으로 학습을 진행하도록 하겠다.

6. Ananonda 설치 시작!

• Next > I Agree > Just Me (recommended) 체크!! 까지 하도록 하자!!

7. Anaconda 설치 경로 변경

• Anaconda는 기본적으로 C:\Users\사용자계정\Anaconda3에 설치된다.
• 해당 위치에 설치되면 관리가 꽤나 불편하므로, C 드라이브 바로 아래에 Anaconda라는 파일을 생성하여, 그곳으로  옮겨주도록 하겠다.

• Next를 눌러서 다음으로 넘어가주자!!

10. Add Anaconda3 to my PATH environment variable 체크!!!

• PATH 환경 변수에 Anaconda를 추가할지 여부를 선택하는 것으로, 아나콘다 외에 다른 파이썬 인터프리터를 환경변수에 등록해서 사용하면 해당 체크 박스를 체크해선 안된다. 하지만 우리는 아나콘다를 주력으로 사용할 것이므로, 꼭 체크하도록 하자.
• 위 사항을 체크하면, 윈도우 CMD 창 경로와 상관없이 아나콘다를 파이썬으로 인식한다.
• Install을 눌러서 설치를 시작하자!

11. 설치를 기다리도록 하자.

• 아나콘다는 파이썬만 설치하는 경우보다 설치해야하는 라이브러리 등이 더 많기 때문에 시간이 꽤 오래걸린다.
• 차분히 기다려보도록 하자

12. Check Box를 해제하자!

• 자! 다음화면까지 나왔다면 이제 아나콘다 설치는 완료된 것이다.
• Check가 돼있는데, 이는 아나콘다에 대한 설명 등이므로 체크박스를 해제하고 Finish를 누르도록 하자.

13. 자! Anaconda 설치가 완료되었는지 확인해보자!

• 시작메뉴에 Anaconda3가 생긴 것을 확인할 수 있다.

• cmd를 열어서 파이썬이 잘 설치되었는지 확인해보자.

• python --version 이라고 치니깐
• Python 3.7.6으로 정상적으로 출력되었다.

주피터 노트북 실행하기

• 위 과정을 마치면 Python을 명령 prompt에서 실행할 수 있다.
• 하지만 이는 디버깅부터, 코드를 짜는 과정에서 발생하는 문제들을 하나하나 확인하는 모든 과정이 굉~~~장히 귀찮아지기 때문에, 효율적으로 파이썬을 쓸 수 있는 주피터 노트북을 사용해보도록 하자.
• 주피터 노트북은 아나콘다 설치 시 기본으로 설치된다.
• 가능하다면 인터넷 실행 시 기본 프로그램을 Chrome으로 바꿔주도록 하자.

• 시작 매뉴의 Jupyter Notebook (Anaconda)를 클릭해주도록 하자.

• 위와 같은 창이 뜨고!

• 위 와 같은 창이 Chrome에서 열렸다.
• 인터넷 기본 실행창을 Chrome으로 잡아주자
  (Chrome은 메모리 점유량이 높긴하지만, 그만큼 창 자체의 속도가 빠르다. 코드 등이 길어지거나, 주피터 노트북 자체의 다양한 기능을 실행했을 시, 보다 편리하다.)

주피터 노트북의 장점과 단점

• 주피터 노트북은 하나의 서버에 여러명이 붙어서 동시에 작업을 할 수 있다는 장점이 있다.
• 서버에 파일을 올리고 내리는 것이 매우 간단하여, 리눅스와 같이 초보자가 파일 이동 등이 버거운 환경에서도 쉽게 파일 관리를 할 수 있다.
• 주피터 노트북은 쉘 단위로 코드를 단위 별로 실행할 수 있으므로, 코드 관리가 쉽다.
• 주피터 노트북의 단점으로는, 코드 자동 완성 기능이 없으므로(물론, 코드를 몇 자 치면, 비슷한 코드들이 올라오게 하는 기능이 있기는 하다.), 코드를 짤 때 조금 불편하다.

주피터 노트북에서 파이썬을 사용해보자.

• New 버튼을 클릭하면 Python3, Text File, Folder, Terminal 이라는 버튼이 있다.
• Python3는 Python3를 실행할 수 있는 창을 생성한다.
• Text File은 메모장과 같은 파일을 생성한다.
• Folder는 말 그대로 Folder를 생성한다. 이를 이용하면 파일 관리가 매우 편해진다.
• Terminal을 클리하면 Terminal로 이동되며, 이를 통해 다양한 파일 이동, 삭제, 생성 등을 할 수 있다.
• 참고로 주피터 노트북으로 R과 같은 다른 언어도 실행 가능하다(이는 추후 진행해보도록 하겠다.)

• ln[ ]: 옆에 있는 네모 박스에 파이썬 코드를 넣으면, 파이썬 코드를 실행할 수 있다.
• 코드 실행 방법은 박스가 체크된 상태에서 Ctrl + Enter를 하거나 상단의 Run 버튼을 누르면 된다.

• 자, print("Hello World")를 타이핑 하고 실행해보자.

지금까지 파이썬과 아나콘다, 주피터 노트북에 대해 설치부터 그 사용법까지 간략하게 살펴보았다.

다음 포스트에서는 아나콘다를 보다 수월하게 쓸 수 있는 마치 R의 RStudio와 같은 환경인 파이참(Pycharm)에 설치와 그 사용법에 대해 학습해보도록 하자.