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파이썬에서 사용하는 .ipynb와 .py 확장자는 파일의 종류와 용도가 완전히 다릅니다. 간단히 말해, .py는 일반적인 파이썬 스크립트 파일이고, .ipynb는 주피터 노트북(Jupyter Notebook) 파일입니다.

두 확장자의 차이점은 다음과 같습니다.

1. .py 파일 (Python Script)

• 용도: 일반적으로 파이썬 코드를 작성하고 실행하는 데 사용되는 파일입니다. 소프트웨어 개발, 자동화 스크립트, 웹 애플리케이션 백엔드 등 다양한 목적으로 사용됩니다.
• 특징:
  • 텍스트 기반: 순수한 텍스트로 구성되어 있으며, 코드만 포함하고 있습니다. 메모장 같은 일반적인 텍스트 편집기나 VS Code, PyCharm 같은 IDE(통합 개발 환경)에서 열고 수정할 수 있습니다.
  • 순차적 실행: 코드가 파일의 맨 위부터 아래로 순서대로 실행됩니다.
  • 독립적 실행: 터미널이나 명령 프롬프트에서 python 파일명.py와 같은 명령어로 독립적으로 실행할 수 있습니다.
  • 재현성: 실행할 때마다 처음부터 다시 시작하기 때문에, 이전 실행의 변수나 상태가 유지되지 않아 코드의 재현성을 보장하기에 좋습니다.

2. .ipynb 파일 (Jupyter Notebook)

• 용도: 데이터 분석, 머신러닝, 과학 연구 등 탐색적이고 대화형 작업에 특화된 파일입니다. 코드와 그 실행 결과(그래프, 표, 이미지 등)를 문서 형태로 함께 저장하고 공유할 수 있습니다.
• 특징:
  • 셀(Cell) 기반: 코드가 여러 개의 셀로 나뉘어 있으며, 각 셀을 독립적으로 실행할 수 있습니다.
  • 대화형 환경: 코드 셀, 마크다운(Markdown) 셀, 실행 결과가 하나의 파일에 통합되어 있어, 코드를 작성하고 결과를 바로 확인하면서 분석 과정을 기록할 수 있습니다.
  • 실행 결과 저장: 코드뿐만 아니라 코드의 출력 결과도 파일에 함께 저장됩니다. 덕분에 다른 사람과 공유할 때 코드를 다시 실행하지 않아도 결과를 볼 수 있습니다.
  • 실행 환경: 주피터 노트북 서버를 통해서만 실행할 수 있습니다. 일반 텍스트 편집기로 파일을 열면 JSON 형식의 코드가 보이므로 직접 수정하기는 어렵습니다.
  • 비순차적 실행: 셀을 자유롭게 실행하거나 건너뛸 수 있어서, 특정 부분만 수정하고 다시 실행하는 등 반복적인 작업에 매우 효율적입니다.

요약 및 주요 차이점

참고)

주피터 노트북 서버란?

주피터 노트북 서버는 사용자가 웹 브라우저를 통해 주피터 노트북 파일(.ipynb)을 실행하고 편집할 수 있도록 해주는 백그라운드 프로그램입니다.

쉽게 비유하자면, 주피터 노트북 서버는 여러분의 컴퓨터나 원격 서버에 설치된 웹 서버와 파이썬 커널이 결합된 형태라고 생각하면 됩니다.

주요 기능과 역할

1. 파일 관리: 주피터 노트북 서버는 특정 디렉토리를 기준으로 파일을 관리합니다. 웹 브라우저에서 jupyter notebook 명령어를 실행하면, 해당 디렉토리의 파일 목록을 웹 페이지로 보여줍니다. 사용자는 이 웹 페이지에서 새로운 .ipynb 파일을 만들거나 기존 파일을 열 수 있습니다.
2. 웹 애플리케이션 제공: 서버는 웹 브라우저에 주피터 노트북의 사용자 인터페이스(UI)를 띄워줍니다. 이 UI를 통해 사용자는 코드 셀을 작성하고, 마크다운 셀을 편집하며, 실행 결과를 확인할 수 있습니다.
3. 코드 실행 (커널): 가장 중요한 기능은 바로 코드 실행입니다. 사용자가 코드 셀을 실행하면, 서버는 그 코드를 파이썬 커널(Python Kernel)이라는 별도의 프로세스로 보냅니다.
   • 커널(Kernel)은 실제로 파이썬 코드를 실행하고 결과를 반환하는 엔진입니다.
   • 서버는 커널로부터 받은 실행 결과를 다시 웹 브라우저로 전송하여 사용자에게 보여줍니다.
4. 대화형 환경 제공: 이러한 서버-클라이언트 구조 덕분에 사용자는 코드를 한 번에 다 작성할 필요 없이, 각 셀을 독립적으로 실행하면서 데이터를 탐색하고 분석할 수 있습니다. 예를 들어, A 셀에서 변수를 정의하면, B 셀에서 그 변수를 사용할 수 있습니다. 서버는 이 상태를 계속 유지하고 있습니다.

작동 방식 요약

1. 사용자가 터미널에서 jupyter notebook 명령어를 실행합니다.
2. 주피터 노트북 서버가 시작되고, 사용자의 웹 브라우저에 접속할 수 있는 URL을 제공합니다.
3. 사용자가 웹 브라우저에서 그 URL로 접속합니다.
4. 서버는 웹 페이지를 브라우저에 띄워주고, 사용자는 여기서 .ipynb 파일을 열거나 편집합니다.
5. 사용자가 코드 셀을 실행하면, 서버가 파이썬 코드를 커널에 전달하고, 커널이 코드를 실행합니다.
6. 커널이 실행한 결과(텍스트 출력, 그래프 등)를 서버가 다시 받아 웹 브라우저에 표시합니다.

이러한 구조 덕분에 주피터 노트북은 설치된 컴퓨터(로컬)뿐만 아니라, 클라우드 서버나 원격 서버에 설치하여 어디서든 웹 브라우저를 통해 접속하고 사용할 수 있습니다.

질문)

즉, 코랩에 접속해서 사용하는것을 의미하나요?

네, 정확히 맞습니다. 코랩(Colab)은 주피터 노트북 서버를 구글이 클라우드 환경에서 제공하는 서비스입니다.

코랩은 사용자가 직접 주피터 노트북 서버를 설치하고 관리할 필요 없이, 웹 브라우저만으로 주피터 노트북을 사용할 수 있게 해줍니다.

코랩과 주피터 노트북 서버의 관계

• 주피터 노트북 서버: 주피터 노트북을 실행하기 위한 '기술' 또는 '프로그램' 자체를 의미합니다. 사용자가 직접 자신의 컴퓨터나 서버에 설치해야 합니다.
• 코랩: 구글이 주피터 노트북 서버를 클라우드에 구축해놓고, 모든 사용자에게 무료로 제공하는 '서비스'입니다.

따라서 사용자가 코랩에 접속해서 파이썬 코드를 작성하고 실행하는 것은, 구글이 운영하는 주피터 노트북 서버를 사용하고 있다는 의미가 됩니다. 덕분에 복잡한 설치 과정 없이 바로 코딩을 시작할 수 있습니다.

질문)

.ipynb 파일은 코랩외에서는 동작을 안하나요?

아닙니다, .ipynb 파일은 코랩 외의 환경에서도 동작합니다.

코랩은 주피터 노트북 서버를 클라우드 서비스로 제공하는 '하나의 도구'일 뿐이며, .ipynb 파일은 원래 주피터 프로젝트의 표준 파일 형식입니다.

.ipynb 파일을 사용하려면 주피터 노트북 서버가 필요하며, 이 서버는 코랩 외에도 다양한 환경에 직접 설치하여 사용할 수 있습니다. 가장 일반적인 방법은 다음과 같습니다.

1. 로컬 컴퓨터에 주피터 노트북 설치

가장 보편적인 방법으로, 자신의 컴퓨터에 직접 주피터 노트북을 설치하고 실행하는 것입니다.

• Anaconda(아나콘다)를 통한 설치: 데이터 과학 분야에서 가장 널리 사용되는 방법입니다. Anaconda는 파이썬과 데이터 과학에 필요한 수많은 라이브러리(NumPy, Pandas, Matplotlib 등)와 함께 주피터 노트북을 한 번에 설치해줍니다. 설치 후 Anaconda Prompt에서 jupyter notebook 명령어를 실행하면 웹 브라우저에 로컬 주피터 노트북 환경이 열립니다.
• pip를 통한 설치: Anaconda를 사용하지 않는다면, 파이썬 패키지 관리자인 pip를 사용해 직접 설치할 수 있습니다.
• Bash

   

  pip install notebook
  jupyter notebook
  

2. VS Code에서 주피터 노트북 기능 사용

마이크로소프트의 코드 편집기인 Visual Studio Code(VS Code)는 파이썬 확장팩을 설치하면 .ipynb 파일을 직접 열고 실행하는 기능을 내장하고 있습니다. 코랩과 유사한 환경을 로컬에서 사용할 수 있으며, 셀 단위 실행, 결과 확인, 변수 탐색기 등의 기능을 지원합니다.

3. 다른 클라우드 서비스 이용

코랩 외에도 주피터 노트북을 기반으로 하는 다양한 클라우드 서비스가 있습니다.

• Kaggle Notebooks: 데이터 과학 경진대회 플랫폼인 Kaggle에서 제공하는 주피터 노트북 환경입니다.
• Amazon SageMaker, Google Cloud AI Platform, Azure Machine Learning: 클라우드 기반의 머신러닝 플랫폼에서도 주피터 노트북 환경을 제공합니다.

요약

.ipynb 파일은 코랩이라는 특정 서비스에 종속된 파일이 아니라, 주피터 프로젝트의 공통 파일 형식입니다. 이 파일을 실행하기 위해서는 코랩이 제공하는 것과 같은 주피터 노트북 서버 환경이 필요하며, 사용자는 자신의 목적에 따라 로컬 컴퓨터에 직접 설치하거나, 코랩과 같은 다양한 클라우드 서비스를 이용할 수 있습니다.

질문) 주피터(Jupyter)는 무슨 뜻?

주피터(Jupyter)는 데이터 과학, 머신러닝, 과학 컴퓨팅 분야에서 널리 사용되는 오픈 소스 프로젝트의 이름입니다.

이 이름은 프로젝트의 핵심 언어였던 세 가지 언어의 앞 글자를 따서 만들어졌습니다.

• Julia
• Python
• R

이름이 만들어질 당시에는 Julia, Python, R 언어에 중점을 두었지만, 지금은 파이썬뿐만 아니라 40개가 넘는 다양한 프로그래밍 언어를 지원하는 통합 플랫폼으로 발전했습니다.

주피터 프로젝트의 가장 대표적인 산출물이 바로 우리가 자주 사용하는 주피터 노트북(Jupyter Notebook)입니다. 그 외에도 주피터랩(JupyterLab), 주피터허브(JupyterHub) 같은 다양한 도구를 포함하고 있습니다.

개념잡기 질문)

주피터 노트북서버는 파일관리, 웹에서 사용할 사용자 인터페이스를 만드는것을 지원해주고, 코드가 실행할 수 있도록 커널도 지원해주는 즉, 예전에 비쥬얼베이직 공부할 때 비쥬얼 스튜디오처럼 파이썬을 공부 할 수 있는 환경 전체를 주피터 노트북 서버라고 하는건가요?

네, 비유하신 대로 주피터 노트북 서버는 예전의 비주얼 스튜디오처럼 파이썬을 공부하거나 개발할 수 있는 통합 환경(Integrated Development Environment, IDE)의 한 종류라고 할 수 있습니다.

주피터 노트북 서버와 비주얼 스튜디오의 공통점 및 차이점

공통점:

• 통합 환경 제공: 둘 다 코드를 작성하고, 실행하며, 결과를 확인할 수 있는 통합된 환경을 제공합니다. 개발자가 여러 프로그램을 오갈 필요 없이 한 곳에서 모든 작업을 처리할 수 있게 해줍니다.
• 파일 관리: 프로젝트 내의 파일들을 한눈에 보고 관리할 수 있는 기능을 제공합니다.
• 실행 환경: 코드를 실제로 실행해주는 엔진(비주얼 스튜디오는 컴파일러/인터프리터, 주피터 노트북은 커널)을 포함하고 있습니다.

차이점:

따라서, 주피터 노트북 서버는 파이썬 코딩에 필요한 모든 요소를 한곳에 모아놓은 웹 기반의 특별한 IDE라고 이해하시면 됩니다. 특히 코드와 그 실행 결과를 한 문서에 함께 기록하고 공유할 수 있다는 점이 가장 큰 특징입니다.