올해(2019년) 5월 21일, 스티븐 울프람은 공식 블로그를 통해 개발자들에게 울프람 엔진을 무료로 공개했습니다. 완전 무료는 아니고, 비상업적 용도에 한해 무료로 사용할 수 있습니다. 울프람 엔진은 매스매티카의 심장이라 할 수 있는 부분으로, 매스매티카의 모든 함수는 이 울프람 엔진 안에 들어있습니다. 이 글에서는 울프람 엔진을 Jupyter Notebook 그리고/또는 JupeterLab 환경을 이용해 매스매티카처럼 사용할 수 있게 만드는 법을 다룹니다.
1. 선행작업
설치를 할 때 번거로운 일이 없으려면 우선 울프람에 계정을 하나 파야 합니다. https://account.wolfram.com/auth/create으로 접속하면 다음과 같이 울프람 ID를 만들 수 있는 페이지가 나옵니다.
입력칸에 적당히 원하는 ID, 이름, 암호를 입력하고 울프람 ID를 생성합니다. 이렇게 만들어진 계정으로 https://www.wolframcloud.com에 접속/로그인해도 매스매티카와 비슷한 환경에서 매스매티카의 기능을 무료로 활용할 수 있습니다. 문제는 이게 웹 환경이라는 거죠.
2. 울프람 엔진 다운로드
PC에 울프람 엔진을 설치해 봅시다. 설치파일은 https://www.wolfram.com/engine에 있습니다. 위 사이트에 접속하면 다음과 같은 페이지가 나옵니다.
여기서 자신의 컴퓨터에 맞는 파일을 다운받습니다. 여기서는 윈도우에서 설치하는 법을 다룹니다. Windows버튼을 클릭하면 다운로드를 도와줄 프로그램(WolframEngine_12.0.0_WIN_DM.exe)을 받을 수 있게 됩니다.
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울프람의 정책에 따라서는 이 다운로드 매니저를 이용하지 않고 *.zip 형태의 압축파일 하나가 다운될 수도 있습니다. 그때는 압축파일의 압축을 해제하고 다음 단계로 넘어갑니다.
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이 프로그램을 다운받고 실행하거나 직접 실행을 합니다. 그러면 다음과 같이 다운로드 매니저가 실행되면서 울프람 엔진을 다운받기 시작합니다. 1기가바이트나 되기 때문에 다운받는데 좀 시간이 걸립니다.
혹시 울프람 ID를 만들지 않았다면 브라우저에 뜬 화면을 통해 계정을 만들면서 다운로드를 기다립니다.
3. 울프람 엔진 설치
울프람 엔진을 다운로드받고 실행시킵니다. 처음 실행시에 울프람 ID를 물어보는데, 앞 단계에서 만든 계정 정보를 입력하면 프로그램이 활성화 됩니다.
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계정 정보를 입력할 때, ID를 입력하는 동안은 키 입력이 보이지만, 비밀번호를 입력할 때는 키가 입력되는 것이 보이지 않습니다. 당황하지 말고 정확히 입력하도록 합니다.
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프로그램 메뉴에는 다음과 같은 아이콘을 가진 wolframscript (Wolfram Engine 12)도 추가됩니다.
이 아이콘을 클릭하면 다음과 같은 명령창이 뜨면서 입력을 기다립니다. 매스매티카를 도스시절부터 쓰신 분들에게는 반가운 모양이네요^^
설치기념으로 평범한 파동방정식 하나 풀어봅니다.
잘 풀기는 하는데, 결과물을 알아보기 어렵네요. 그래픽 출력도 못합니다. 매스매티카 노트북 환경과 비슷하게 만들어봅시다. 울프람 엔진 12가 나오기 전부터 준비된 환경이 있습니다.
4. 파이썬 다운로드, 설치
울프람 엔진은 다른 언어에도 잘 이식이 됩니다만, 개인적으로는 파이썬과 연결하는 것을 추천합니다. 우선, https://www.python.org에 가서 파이썬을 받아오고 설치합니다.
Downloads 메뉴를 누르면 자동으로 적당한 버전이 추천됩니다. 최신 Python 3를 다운로드하고 설치합니다. 설치과정은 생략합니다.
5. 주피터 설치(주피터 노트북에 설치하려는 분은 후기 참조)
관리자 계정으로 명령창을 엽니다. 관리자 계정으로 명령창을 여는 방법은 여러가지지만, 가장 간단한 방법은 다음과 같이 윈도우 시작버튼에서 마우스 오른쪽 버튼을 눌러 나오는 메뉴에서 Windows PowerShell(관리자)를 선택하는 것입니다. 아래 그림의 순서를 참고하세요.
그러면 권한상승 경고화면이 뜨고 "예"를 클릭하면 다음과 같은 명령창이 뜹니다.
이 화면에서 다음 명령을 입력하세요.
pip install jupyter 잠시 화면에 메시지들이 지나가면서 주피터가 설치됩니다.
6. Wolfram Language for Jupyter 설치
이제, 마지막 단계로 이전에 설치한 주피터에 울프람 엔진을 연결합니다. 이 기능을 하는 파일은 https://github.com/WolframResearch/WolframLanguageForJupyter에 있습니다. 위 링크로 접속하면 다음과 같은 페이지가 나타납니다.
붉은 사각형으로 표시된 부분을 클릭한 후 나타나는 메뉴에서 Download ZIP을 선택하고 압축파일을 받습니다.
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2021년 현재는 위 화면에 표시된 부분이 단추가 Go to file과 Code두 개로 이루어져 있습니다. 이 중 초록색 버튼인 Code를 누르면 Download Zip 메뉴를 찾을 수 있습니다.
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그 파일을 적당한 곳에 풀고 압축이 풀린 폴더에 configure-jupyter.wls가 있는지 확인합니다. 파일이 정상적으로 보이면 아래 그림의 순서대로 위 파일이 있는 폴더에서 명령창을 엽니다. (주의: 나중에라도 이 폴더를 지우면 주피터에서 매스매티카를 사용할 수 없습니다. 폴더 선택에 주의 바랍니다.)
그러고 나타나는 PowerShell창에서 다음 명령을 입력하면 설치가 끝납니다.
.\configure-jupyter.wls add 이제, 확인해 봅시다. 좀전의 PowerShell이나 새로 열린 명령프롬프트에서 다음 명령을 입력합니다.
jupyter kernelspec list 그렇게 해서 출력되는 목록에 아래와 같이 wolframlanguage12가 포함돼 있으면 됩니다.
[주] 울프람 엔진을 업데이트를 한 경우, 위 방법으로 설치가 안될 수가 있는데, 그런 경우에는 다음 주소로 접속합니다.
https://github.com/WolframResearch/WolframLanguageForJupyter/releases
그러면 다음과 같은 화면이 나오는데, 빨간 박스로 표시된 영역을 클릭합니다.
그러면 화면이 아래와 같이 바뀝니다.
빨간 박스 안의 파일이나 더 최신 버전을 다운받고 울프람 엔진이 설치된 폴더로 복사합니다. 예를 들어, 울프람 13과 같은 경우에는 다음과 같은 폴더입니다. (복사과정에서 보안경고가 뜹니다. 허용하고 진행합니다.)
C:\Program Files\Wolfram Research\Wolfram Engine\13.0
이제 설치된 울프람 엔진을 실행합니다. 그러고 다음 명령을 실행합니다. (단, 아래 x, y, z는 다운받은 paclet 파일과 동일한 숫자가 되어야 합니다.)
PacletInstall["WolframLanguageForJupyter-x.y.z.paclet"]특별한 문제가 없으면 다음 명령을 차례로 실행합니다.
Needs["WolframLanguageForJupyter`"]
ConfigureJupyter["Add"]그러면 설치가 완료됩니다. 확인은 위에서 설명한 대로 하면 됩니다.
7. 실행
이제, 잘 작동하는지 확인해 봅시다. 명령창에서 jupyter notebook을 입력합니다. 그러면 기본 웹브라우저가 실행되면서 다음과 같은 화면이 나옵니다.
그러면 다음과 같이 오른편의 New버튼을 누르고 나오는 메뉴에서 Wolfram Language 12를 선택합니다.
그러면 다음과 같은 새 탭이 열립니다.
그림에 표시된 두 부분을 확인하세요. 왼쪽 빨간 색으로 표시된 박스는 나중에 Trusted로 바뀝니다. 이제, 앞에서 시도해 본 파동방정식을 다시 풀어보겠습니다. 명령을 입력한 후 Shift+Enter를 눌러야 실행됩니다.
수식도 알아보기 쉽게 형태가 변했고, 그래픽 출력도 됩니다. 그래픽을 마우스로 돌려볼 수는 없는데, 그래픽을 돌려보려면 무료로 제공되는 울프람 클라우드를 이용하면 될듯 합니다.
8. 후기
이 글을 쓰고 몇 년이 지난 2021년 현재는 Jupyter Notebook보다 더 발전된 인터페이스를 가진 JupyterLab도 많이 사용되고 있다. JupyterLab에서 사용하기 위한 과정도 위와 동일하다. 다만, 5절에서 실행할 내용이 다음으로 바뀌고,
pip install jupyterlab
7절에서 실행해야 할 명령이 다음으로 바뀐다.
jupyter lab
그러면 다음과 같은 초기화면이 나온다.
Jupyter Notebook과 JupyterLab을 같이 사용할 수도 있으므로 둘 다 설치해도 된다.
W 모양의 아이콘이 두 개 있는데, 위에 있는 것은 Jupyter Notebook 환경이며, 아래 있는 것은 명령창 환경이다. 윈도우 명령창에서는 그래프를 보여주지 못하는데, JupyterLab의 명령창에서는 제한없이 보여줄 수 있다. 다만, Console에서는 글자 크기가 고정되므로 출력결과를 알아보기 어려울 수도 있다.