수학의 아름다움 (구글 연구 개발자가 들려주는 알고리즘 속 수학 이야기)

우쥔

구글초창기연구원이자자연어처리및정보검색전문가.칭화대학교를졸업하고존스홉킨스대학교에서컴퓨터공학으로박사학위를받았다.구글에서세계적인검색전문가아밋싱할(AmitSinghal)과함께인터넷검색스팸방지기술을개발해구글공학상을받았으며,자연어분석기와한·중·일검색알고리즘을설계하는등구글에서많은연구프로젝트를수행했다.2010년부터2년간중국IT기업텐센트검색및검색광고를총괄하는부사장을지냈으며,2012년구글로복귀해차세대검색분야인구글자동QA시스템을개발하고,2014년에는벤처기업투자에뛰어들어실리콘밸리아미노캐피탈을설립했다.
국가인간·컴퓨터언어지적대화컨퍼런스(NationalHuman-ComputerVoiceIntelligentInterfaceConference)에서수여하는최우수논문상과유로스피치(Eurospeech)에서수여하는최우수논문상을받았으며,미국특허와국제특허10여건을취득했다.저서로는《흐름의정점(浪潮之?)》(란스쯔2011년10대경제경영서상),《문명의빛(文明之光)》(2014년중국의좋은책),《스마트시대무엇부터해야하나(知能時代)》가있다.

추천사1리싱_간단하면서도치밀한‘수학의아름다움’
추천사2리카이푸_컴퓨터공학에숨겨진수학원리를명쾌히설명하다
개정판에대한설명_정보처리문제해결을위한필독서
개정판서문_모스부호에서음성인식까지통신기술의기반은수학

1장문자와언어vs숫자와정보
2장자연어처리의진화-규칙에서통계로
3장통계언어모델
4장형태소분석이야기
5장은닉마르코프모델
6장정보의단위와역할
7장제리넥과현대의언어처리?프레더릭제리넥을기리며
8장단순함의미학-불대수와검색엔진
9장그래프이론과웹크롤러
10장페이지랭크-구글의민주표결식웹페이지정렬기술
11장웹페이지와질문의관련성을결정하는방법
12장유한상태기계와동적계획법-지도및지역검색의핵심기술
13장구글AK-47설계자-아밋싱할박사
14장코사인법칙과뉴스의분류
15장행렬연산과텍스트처리의두가지분류문제
16장정보지문과응용
17장중국드라마<암산>에서떠올린암호학의수학원리
18장반짝인다고다금은아니다-검색엔진스팸방지와검색결과의권위성문제
19장수학모델의중요성
20장달걀을한바구니에담지말라-최대엔트로피모델
21장언어입력법의수학모델
22장자연어처리의대부마커스와그의수제자들
23장블룸필터의원리
24장마르코스연쇄의확장-베이지안네트워크
25장조건부무작위장구문분석및기타확률예측
26장비터비와비터비알고리즘
27장신의알고리즘-기댓값최대화알고리즘
28장로지스틱회귀와검색광고
29장각개격파알고리즘과구글클라우드컴퓨팅의기초
30장구글브레인과인공신경망
31장빅데이터의위력-데이터의중요성

부록_계산복잡도
저자후기_우리삶을바꾸는것은결국수학
참고문헌
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세상만물의규칙,수학!
“이책을읽은독자는알고리즘내공이
N배폭등하리라확신한다.”

세상만물에는규칙이있다.과학의목적은이규칙을찾아진리를발견하고다양하게응용하는데있다.컴퓨터공학과정보통신기술분야에서그규칙성을발견하는가장좋은도구는바로‘수학’이다.좋은제품과서비스뒤에는옳은방법,좋은방법이있듯이세상을바꾼정보기술의근저에는뛰어난수학모델이있었다.그리고뛰어난수학모델은놀라울만큼간단하고쉽다.수학이아름다운이유다.
이책은정보처리와자연어처리그리고음성인식,기계번역,정보검색,빅데이터등AI분야의토대인수학모델을통해난해한공학문제를풀고,IT직업분야에서실제로활용가능하도록돕는다.거대한계산능력을지닌지능없는컴퓨터에게고도의머신러닝능력을수행하게하는것은정교하게설계된수학명령이다.컴퓨터과학및정보공학세계에서수학이아름다운이유는내용은복잡하고심오하지만형식이간단하기때문이다.수학의단순한아름다움은과학과공학그리고제품개발과설계에서경이롭게구현된다.이는설계의대가스티브잡스의명언“간결한것이아름답다”(Lessismore)라는원칙과도일맥상통한다.
우수한수학모델은서로전혀관련없어보이는공학기술의현실적문제들을능숙하게풀어주며서로연결시킨다.수학모델의발견은다양한분야,특히컴퓨터과학의진보를이끌어왔으며,앞으로도우리생활을혁신적으로뒤바꿀정도로핵심에있다.

간단한수학모델만알면
코딩?알고리즘이훨씬쉬워진다
사람의지능을컴퓨터가대신하는인공지능시대.컴퓨터가데이터를분석해패턴을인식하는방식으로정보를처리하는머신러닝이이제인간뇌정보처리와흡사한인공신경망기반의딥러닝으로진화했다.데이터분석기능에머물렀던컴퓨터가이제고도의연산능력을탑재해추론하고판단하는사고능력까지갖추게된것이다.기계번역,음성및이미지인식,자동QA는딥러닝의가능성이열린결과다.머신러닝에서딥러닝으로의급속한발전으로AI분야는자연어처리,음성인식등의기술적발전을이끌며기계번역서비스,스마트폰음성비서,자연재해예측시스템등실제활용되는서비스로확장되었다.
이러한AI기술을가능케한수학이야기가이책의테마다.인간의역사가시작된이래정보의탄생부터컴퓨팅기술의발달,오늘의AI기반기술과빅데이터에이르기까지정보처리기술의근간인수학의원리와그응용방법을광범위하게다루고있다.
구글연구개발자였던저자는구글에서개발한자연어처리와정보검색분야에서수많은코딩?알고리즘개발과정을생생하게들려준다.구문이나의미분석을통한규칙기반의자연어처리방법을탈피해은닉마르코프모델,정보엔트로피등수학적확률추정통계언어모델을통한자연어처리해법을흥미롭게설명하는가하면,구글의웹페이지정렬알고리즘인페이지랭크(pagerank)가검색품질을획기적으로높이기위해찾은수학모델이그래프이론과선형대수의행렬연산이라는이야기는수학원리에대한이해를넓힌다.저자가직접개발한한?중?일정렬알고리즘설계와인터넷검색스팸방지기술등은IT개발자들에게는매우유용한실전정보다.이외에도구글에서만났던수많은공학자와수학자들의천재적발견,AI기술동향과IT업계이야기등수학과관련한많은에피소드가IT세계에대한이해도를높인다.이책의미덕은저자의전문영역인자연어처리,정보검색분야의프로그래밍알고리즘의핵심적인수학원리를풍부하게접할수있다는데있다.오늘날AI알고리즘모델은단순히프로그램명령을수행하는것이아니라방대한데이터에서예측이나결정을이끌어내는복잡한확률?통계분석이므로수학지식이필수다.독자들은음성인식,자연어처리,빅데이터등AI분야의발전은수학에대한이해없이불가능하다는것을실감하게된다.
이책에서다루는이야기는한문장으로요약될수있다.매우훌륭한알고리즘은단순한수학모델로구현된다는것이다.간단해보이는수학규칙이정보처리기술에응용되어우리삶을혁신적으로바꾸는흥미진진한이야기를저자의비범한필력과함께접할수있다.

코딩기술서보다유익한최고의IT안내서
이책은구글차이나공식블로그인헤이반바오(黑板報)에연재한‘수학의아름다움(數學之美)’시리즈를엮은것으로,초판(2012년)에이은개정판(2014년)이다.구글창업초기부터연구개발자로일했던저자의경험적지식이풍부하게담겨있다.생동감있고구체적인언어로정보통신과연계한수학의발전사와실제사례를결합해과거와현재를아우르며현대정보통신기술과관련된중요한수학이론의기원과발전,그작용을체계적으로서술했다.어려운내용을이해하기쉽게풀어내어수많은독자,특히과학기술계의인사들로부터극찬을받았다.컴퓨터가어떻게인간의능력이상의능력에도달하게되었는지정보의탄생부터기술진보의역사를살펴보면서우리의정보처리기술이현재어느수준까지와왔는지를가늠하게하고,미래기술까지전망할수있다.