¿Qué es un algoritmo? Explicación simple y fácil para principiantes [2022]

Es un protocolo estándar para usar mapas y planos para ejecutar varios procesos sin problemas. Al igual que un arquitecto usa planos detallados para establecer un edificio colosal desde cero, los ingenieros de software y los expertos en ciencia de datos usan diferentes algoritmos para resolver una amplia gama de problemas computacionales.

Las computadoras son incapaces de funcionar de manera independiente. Incluso las tareas más simples, como las ecuaciones matemáticas que involucran sumas o multiplicaciones, requieren algoritmos, lo que los hace esenciales para los dispositivos digitales. Los algoritmos forman la base de cualquier sistema informático, dedicando secuencias de comandos para realizar tareas como el cálculo, la programación o el procesamiento de datos. Estos algoritmos han equipado computadoras para procesar información, resolver ecuaciones complejas, etc., minimizando casi al mínimo el trabajo humano para tareas rutinarias.

Hoy, analizaremos en profundidad qué significan los algoritmos para la informática y la ciencia de datos.

¿Qué es un algoritmo?

En pocas palabras, un algoritmo es un manual preciso para una computadora, que incluye un proceso paso a paso para realizar tareas de entrada para entregar el resultado esperado. Este proceso de búsqueda de soluciones consiste en una secuencia finita de instrucciones para que la computadora sepa cómo manejar un problema y entregar resultados en consecuencia.

El desarrollo de nuevos algoritmos ha acelerado el proceso de computación. Sin embargo, debe saber qué algoritmo elegir para qué tarea. Esencialmente, un algoritmo puede ser un mapa digital diseñado para resolver ecuaciones lógicas y matemáticas en lenguajes naturales.

Importancia del algoritmo

Siendo la columna vertebral de los procesos de cómputo, los algoritmos narran los mejores y más fáciles métodos para resolver un problema, alcanzando su excelente resultado. Desde aumentar la precisión del software fortaleciendo el programa fuente hasta concluir tareas utilizando recursos limitados (como la potencia de la memoria), los algoritmos pueden mejorar la eficiencia de los procesos computacionales y el software.

Las variantes simplificadas de algoritmos divididos en pasos más pequeños ayudan a los programadores a comprender y crear programas informáticos eficientes. Los algoritmos son independientes del idioma, aceptan los pasos a ejecutar en cualquier idioma pero conducen al resultado deseado.

Propiedades de un algoritmo

No toda secuencia escrita de instrucciones es un algoritmo. Varias características hacen que el conjunto de instrucciones sea elegible como algoritmo. Para que una serie de instrucciones se considere un algoritmo, estas son características imprescindibles.

• Entrada: un algoritmo debe llevar entradas bien definidas, generalmente más de una.

• Salida: la salida esperada debe estar claramente definida por el algoritmo.

• Inequívoco: el algoritmo escrito no debe ser ambiguo en absoluto. Debe tener los pasos correctos para que los programadores los sigan y creen resultados efectivos.

• Definido: en lugar de bucles infinitos y cada paso con un significado dual, los algoritmos definidos deben tener solo una interpretación única con cada declaración.

• Finito: para llegar a una solución efectiva, los pasos del algoritmo deben ser limitados y bien definidos.

• Práctico: un algoritmo debe alinearse con los recursos existentes para mantenerse eficiente y aprovecharlo al máximo.

Diversas formas de representar algoritmos

Los algoritmos se pueden representar de cuatro maneras diferentes. Éstos incluyen:

1. Lenguaje Natural

Los lenguajes naturales que se intercambian regularmente, como inglés, francés, español, etc., también pueden representar algoritmos. Siempre que el programador comprenda los pasos cuidadosamente dibujados, es aceptable. Sin embargo, los lenguajes naturales a menudo carecen de la precisión que exigen los programas de computadora y, por lo tanto, no son los preferidos por muchos.

2. Pseudocódigo

Este método informal para representar un algoritmo usa lenguaje natural menos sus partes ambiguas. El pseudocódigo entrega instrucciones en la forma más precisa.

3. Diagramas de flujo

El gráfico representa la programación en un formato de flujo para simplificar la comprensión. La ilustración de algoritmos en este formato gráfico utiliza diferentes símbolos y cuadros, lo que limita las interpretaciones y ofrece un significado exacto.

4. Lenguajes de programación

Los algoritmos escritos en lenguajes de programación están listos para convertirse en un programa. Con algunos cambios y correcciones, los algoritmos escritos en un lenguaje de programación están listos para funcionar.

¿Qué es un algoritmo en programación?

Además de resolver comandos computacionales básicos, los algoritmos ayudan en el desarrollo de software al ejecutar instrucciones simples y complejas. El algoritmo juega un papel importante en la programación, ya que se utiliza en la fase de diseño y es precedido por su implementación en el proyecto en la fase de programación.

Para entenderlo mejor, los algoritmos funcionan como código para guiar un programa de software para realizar tareas particulares. Por ejemplo, Google muestra los resultados de búsqueda más relevantes en función de los algoritmos detallados para encontrar, clasificar y mostrar las páginas más relevantes para la palabra clave de búsqueda. La falta de los algoritmos correctos puede conducir a resultados de página confusos e irrelevantes.

Papel de los algoritmos en la IA

La inteligencia artificial se basa en imitar la inteligencia similar a la humana para refinar la entrega de servicios innovadores, personalizados y fáciles de usar. La integración de la IA en la vida diaria ha simplificado muchas tareas, desde sugerir productos relevantes para nuestro algoritmo de búsqueda hasta monitorear nuestros signos vitales. Una vida sin IA en el siglo XXI es difícil de imaginar, pero ¿cuál es la tecnología detrás de esto?

La IA no puede acceder a la información por sí sola. Al igual que entendemos lentamente cómo funciona el mundo y funciona de acuerdo con él, la IA tiene que aprender a imitar la inteligencia humana a través de instrucciones básicas. Aquí es donde los algoritmos entran en escena.

Los algoritmos son esencialmente instrucciones precisas que entrenan a la IA para leer, analizar y realizar tareas y procesos relevantes. Un algoritmo de IA es un subconjunto de aprendizaje automático que prepara consejos para imitar el intelecto humano y resolver tareas de forma independiente. Un buen ejemplo son los asistentes virtuales inteligentes que reproducen canciones con un solo comando o recomiendan listas de reproducción únicamente en función de su historial de búsqueda y páginas de interés. Además, estos asistentes también pueden diferenciar entre varias voces. ¡Imagina el nivel de complejidad de los algoritmos utilizados para hacerlo posible!.

Tipos de Algoritmos

Hay varios tipos de algoritmos que se utilizan para resolver problemas de cálculo a través de diversos métodos. Los más utilizados son:

1. Algoritmo de retroceso

Este algoritmo divide y resuelve el subproblema de cualquier ecuación. Por ejemplo, intenta resolver un problema y, si no lo logra, retrocede eliminando el último paso y luego vuelve a intentar resolver el problema.

2. Algoritmo de fuerza bruta

Este algoritmo itera todas las soluciones posibles, tal como lo hacemos nosotros, y encuentra la más relevante para resolver el problema. Es uno de los algoritmos más simples.

3. Algoritmo divide y vencerás

Como su nombre lo indica, este algoritmo divide un problema en dos partes. Luego intenta resolver la primera mitad en subproblemas más pequeños y hace lo mismo con la otra mitad, solo para combinar todas las soluciones para crear la solución resultante.

4. Algoritmo de programación dinámica

Los algoritmos de programación dinámica utilizan datos pasados ​​para analizar y resolver un problema determinado. Divide un problema en subproblemas, descifra cada parte y luego almacena el patrón para uso futuro.

5. Algoritmo recursivo

El algoritmo recursivo resuelve el problema dividiéndolo en subproblemas de tipos similares y luego se llama a sí mismo repetidamente hasta que el problema se resuelve en su totalidad.

6. Algoritmo codicioso

Los algoritmos codiciosos siguen un patrón de resolución de problemas que funciona parte por parte y va con la solución que genera ganancias inmediatas. Su objetivo es encontrar la solución óptima localmente, pero a menudo no la encuentra, ya que no analiza todos los datos.

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Conclusión

El resultado final: los algoritmos son los componentes básicos de todos los procesos informáticos, ya sea un programa informático simple o un programa ML. Los algoritmos son cruciales para todos los dispositivos computarizados, ya que pueden automatizar diferentes tareas, realizar tareas repetitivas de manera eficiente y reducir la dependencia del trabajo manual, lo que agiliza toda la operación. Pueden ahorrar tiempo y dinero.