과학고 정보 데이터 시각화 수업자료

왜 필요할까?

• 숫자의 변화와 경향을 한눈에 볼 수 있습니다.
• 비교, 비율, 분포, 관계를 더 쉽게 파악할 수 있습니다.
• 발표와 보고서에서 전달력이 높아집니다.

오늘 배우는 그래프

실생활 예제

하루 시간대별 기온 변화

• 아침에는 기온이 낮고, 낮에는 올라가며, 밤에는 다시 내려갑니다.
• 시간에 따라 이어지는 변화를 표현하기 좋습니다.

import matplotlib.pyplot as plt
import platform

if platform.system() == "Windows":
    plt.rcParams["font.family"] = "Malgun Gothic"
elif platform.system() == "Darwin":
    plt.rcParams["font.family"] = "AppleGothic"
else:
    plt.rcParams["font.family"] = "NanumGothic"
plt.rcParams["axes.unicode_minus"] = False

times = ["06시", "09시", "12시", "15시", "18시", "21시"]
temps = [12, 15, 21, 24, 20, 16]

plt.figure(figsize=(8, 4))
plt.plot(times, temps, marker="o")
plt.title("하루 시간대별 기온 변화")
plt.xlabel("시간")
plt.ylabel("기온(℃)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()

실생활 예제

과목별 평균 점수 비교

• 국어, 수학, 영어, 과학, 정보 과목의 평균 점수를 비교합니다.
• 어떤 과목의 성취도가 높은지 바로 알 수 있습니다.

subjects = ["국어", "수학", "영어", "과학", "정보"]
scores = [84, 92, 88, 95, 90]

plt.figure(figsize=(8, 4))
plt.bar(subjects, scores)
plt.title("과목별 평균 점수")
plt.xlabel("과목")
plt.ylabel("평균 점수")
plt.ylim(0, 100)
plt.tight_layout()
plt.show()

실생활 예제

스마트폰 사용 목적 비율

• 공부, 게임, 영상 시청, 메신저, 기타의 비율을 나타냅니다.
• 전체 중 어느 활동이 가장 큰 비중을 차지하는지 확인할 수 있습니다.

labels = ["공부", "게임", "영상 시청", "메신저", "기타"]
sizes = [25, 20, 30, 15, 10]

plt.figure(figsize=(6, 6))
plt.pie(sizes, labels=labels, autopct="%1.1f%%", startangle=90)
plt.title("스마트폰 사용 목적 비율")
plt.tight_layout()
plt.show()

실생활 예제

학생들의 수면 시간 분포

• 몇 시간 자는 학생이 많은지 구간별로 확인할 수 있습니다.
• 평균 근처에 데이터가 몰렸는지, 넓게 퍼졌는지도 볼 수 있습니다.

sleep_hours = [5.5, 6, 6, 6.5, 7, 7, 7, 7.5, 8, 8, 8.5,
               6.5, 7.2, 6.8, 7.1, 5.8, 6.3, 7.7, 8.1, 6.9]

plt.figure(figsize=(8, 4))
plt.hist(sleep_hours, bins=6, edgecolor="black")
plt.title("학생들의 수면 시간 분포")
plt.xlabel("수면 시간")
plt.ylabel("학생 수")
plt.tight_layout()
plt.show()

실생활 예제

공부 시간과 시험 점수 관계

• 공부 시간이 많을수록 점수가 높아지는지 살펴볼 수 있습니다.
• 점들의 퍼짐 정도를 통해 관계의 강약도 추측할 수 있습니다.

study_hours = [1, 2, 2.5, 3, 4, 4.5, 5, 6, 6.5, 7, 8]
scores = [50, 55, 58, 65, 70, 72, 78, 83, 85, 90, 94]

plt.figure(figsize=(8, 4))
plt.scatter(study_hours, scores)
plt.title("공부 시간과 시험 점수의 관계")
plt.xlabel("공부 시간")
plt.ylabel("시험 점수")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()

실생활 예제

한 학생의 하루 생활 데이터 요약

• 공부 시간, 수면 시간, 스마트폰 사용 시간, 걸음 수를 한 화면에 표시합니다.
• 발표 자료나 포스터형 정리에 잘 어울립니다.

study_time = 5.5
sleep_time = 7.0
phone_time = 2.5
steps = 8420

fig = plt.figure(figsize=(10, 6))
ax = fig.add_axes([0, 0, 1, 1])
ax.axis("off")

plt.text(0.5, 0.9, "하루 생활 데이터 인포그래픽",
         ha="center", fontsize=20, weight="bold")
plt.text(0.2, 0.65, "공부 시간", ha="center", fontsize=14)
plt.text(0.2, 0.55, f"{study_time}시간", ha="center", fontsize=24, weight="bold")
plt.text(0.5, 0.65, "수면 시간", ha="center", fontsize=14)
plt.text(0.5, 0.55, f"{sleep_time}시간", ha="center", fontsize=24, weight="bold")
plt.text(0.8, 0.65, "스마트폰 사용", ha="center", fontsize=14)
plt.text(0.8, 0.55, f"{phone_time}시간", ha="center", fontsize=24, weight="bold")
plt.text(0.5, 0.3, "걸음 수", ha="center", fontsize=14)
plt.text(0.5, 0.2, f"{steps}보", ha="center", fontsize=28, weight="bold")
plt.show()