Qu'est-ce qu'un algorithme ? Explication simple et facile pour les débutants [2022]

Il s'agit d'un protocole standard pour utiliser des cartes et des plans pour exécuter divers processus en douceur. Tout comme un architecte utilise des plans détaillés pour créer un bâtiment colossal à partir de zéro, les ingénieurs en logiciel et les experts en science des données utilisent différents algorithmes pour résoudre un large éventail de problèmes de calcul.

Les ordinateurs sont incapables de fonctionner indépendamment. Même les tâches les plus simples, telles que les équations mathématiques impliquant une sommation ou une multiplication, nécessitent des algorithmes, ce qui les rend essentiels pour les appareils numériques. Les algorithmes constituent la base de tout système informatique, dédiant des séquences de commandes pour accomplir des tâches telles que le calcul, la programmation ou le traitement de données. Ces algorithmes ont équipé des ordinateurs pour traiter des informations, résoudre des équations complexes, etc., minimisant presque le travail humain pour les tâches de routine.

Aujourd'hui, nous allons examiner en profondeur ce que signifient les algorithmes pour l'informatique et la science des données.

Qu'est-ce qu'un algorithme ?

Pour le dire simplement, un algorithme est un manuel précis pour un ordinateur, comprenant un processus étape par étape d'accomplissement des tâches d'entrée pour fournir la sortie attendue. Ce processus de recherche de solution consiste en une séquence finie d'instructions permettant à l'ordinateur de savoir comment traiter un problème et fournir une sortie en conséquence.

Le développement de nouveaux algorithmes a accéléré le processus de calcul. Cependant, vous devez savoir quel algorithme choisir pour quelle tâche. Essentiellement, un algorithme peut être une carte numérique conçue pour résoudre des équations logiques et mathématiques en langues naturelles.

Importance de l'algorithme

Étant l'épine dorsale des processus informatiques, les algorithmes racontent les méthodes les meilleures et les plus simples pour résoudre un problème, atteignant son excellent résultat. Qu'il s'agisse d'augmenter la précision du logiciel en renforçant le programme source ou de terminer des tâches en utilisant des ressources limitées (comme la puissance de la mémoire), les algorithmes peuvent améliorer l'efficacité des processus de calcul et des logiciels.

Des variantes simplifiées d'algorithmes divisés en étapes plus petites aident les programmeurs à comprendre et à créer des programmes informatiques efficaces. Les algorithmes sont indépendants du langage, acceptant les étapes à exécuter dans n'importe quel langage mais conduisant au résultat souhaité.

Propriétés d'un algorithme

Toutes les séquences d'instructions écrites ne sont pas des algorithmes. Plusieurs fonctionnalités rendent le jeu d'instructions éligible en tant qu'algorithme. Pour qu'une série d'instructions soit considérée comme un algorithme, ce sont des fonctionnalités indispensables.

• Entrée : un algorithme doit transporter des entrées bien définies, généralement plusieurs.

• Sortie : la sortie attendue doit être clairement définie par l'algorithme.

• Non ambigu : L'algorithme écrit ne doit pas du tout être ambigu. Il devrait avoir les bonnes étapes à suivre par les programmeurs et créer des résultats efficaces.

• Défini : Au lieu de boucles infinies et chaque étape portant une double signification, les algorithmes définis ne doivent porter qu'une seule interprétation avec chaque déclaration.

• Fini : Pour parvenir à une solution efficace, les étapes de l'algorithme doivent être limitées et bien définies.

• Pratique : un algorithme doit s'aligner sur les ressources existantes pour rester efficace tout en en tirant le meilleur parti.

Diverses façons de représenter les algorithmes

Les algorithmes peuvent être représentés de quatre manières différentes. Ceux-ci inclus:

1. Langage naturel

Des langues naturelles échangées régulièrement telles que l'anglais, le français, l'espagnol, etc., peuvent également représenter des algorithmes. Tant que le programmeur comprend les étapes bien dessinées, c'est acceptable. Cependant, les langages naturels manquent souvent de la précision exigée par les programmes informatiques et, par conséquent, ils ne sont pas largement préférés.

2. Pseudocode

Cette méthode informelle pour représenter un algorithme utilise le langage naturel moins ses parties ambiguës. Le pseudocode fournit des instructions sous la forme la plus précise.

3. Organigrammes

Le graphique représente la programmation dans un format de type flux pour simplifier la compréhension. L'illustration des algorithmes dans ce format graphique utilise différents symboles et cases, limitant les interprétations tout en fournissant une signification exacte.

4. Langages de programmation

Les algorithmes écrits dans des langages de programmation sont prêts à être transformés en programme. Avec quelques modifications et corrections, les algorithmes écrits dans un langage de programmation sont prêts à fonctionner.

Qu'est-ce qu'un algorithme en programmation ?

Outre la résolution de commandes de calcul de base, les algorithmes aident au développement de logiciels en exécutant des instructions simples et complexes. L'algorithme joue un rôle important dans la programmation car il est utilisé dans la phase de conception et précédé de sa mise en œuvre dans le projet dans le cadre de la phase de programmation.

Pour mieux le comprendre, les algorithmes fonctionnent comme du code pour guider un logiciel pour accomplir des tâches particulières. Par exemple, Google affiche les résultats de recherche les plus pertinents en fonction des algorithmes détaillés pour rechercher, classer et afficher les pages les plus pertinentes pour le mot-clé de recherche. Le manque d'algorithmes appropriés peut conduire à des résultats de page confus et non pertinents.

Rôle des algorithmes dans l'IA

L'intelligence artificielle est basée sur l'imitation de l'intelligence humaine pour affiner la fourniture de services révolutionnaires personnalisés et conviviaux. L'intégration de l'IA dans la vie quotidienne a simplifié de nombreuses tâches, de la suggestion de produits pertinents à notre algorithme de recherche à la surveillance de nos signes vitaux ! Une vie sans IA au 21ème siècle est difficile à imaginer, mais quelle est la technologie derrière ?

L'IA ne peut pas accéder aux informations par elle-même. Tout comme nous comprenons lentement comment le monde fonctionne et travaillons conformément à celui-ci, l'IA doit apprendre à imiter l'intelligence humaine grâce à des instructions de base. C'est là que les algorithmes entrent en scène.

Les algorithmes sont essentiellement des instructions précises qui entraînent l'IA à lire, analyser et exécuter des tâches et des processus pertinents. Un algorithme d'IA est un sous-ensemble de l'apprentissage automatique qui prépare un appareil à imiter l'intellect humain et à exécuter des tâches de manière indépendante. Un bon exemple est celui des assistants virtuels intelligents qui lisent des chansons sur une seule commande ou recommandent des listes de lecture uniquement en fonction de votre historique de recherche et de vos pages d'intérêt. De plus, ces assistants peuvent également différencier les différentes voix - imaginez le niveau de complexité des algorithmes utilisés pour rendre cela possible !.

Types d'algorithmes

Il existe différents types d'algorithmes utilisés pour résoudre des problèmes de calcul par différentes méthodes. Les plus utilisés sont :

1. Algorithme de retour en arrière

Cet algorithme divise et résout le sous-problème de n'importe quelle équation. Par exemple, il essaie de résoudre un problème, et s'il échoue, il revient en arrière en supprimant la dernière étape, puis tente à nouveau de résoudre le problème.

2. Algorithme de force brute

Cet algorithme itère toutes les solutions possibles, comme nous le faisons, et trouve la plus pertinente pour résoudre le problème. C'est l'un des algorithmes les plus simples.

3. Algorithme Diviser pour mieux régner

Comme son nom l'indique, cet algorithme divise un problème en deux parties. Il essaie ensuite de résoudre la première moitié dans des sous-problèmes plus petits et fait de même avec l'autre moitié, seulement pour combiner toutes les solutions pour créer la solution résultante.

4. Algorithme de programmation dynamique

Les algorithmes de programmation dynamique utilisent des données passées pour analyser et résoudre un problème donné. Il décompose un problème en sous-problèmes, en décrypte chaque partie, puis stocke le modèle pour une utilisation future.

5. Algorithme récursif

L'algorithme récursif résout le problème en le décomposant en sous-problèmes de types similaires, puis s'appelle lui-même à plusieurs reprises jusqu'à ce que le problème soit résolu dans son intégralité.

6. Algorithme gourmand

Les algorithmes gourmands suivent un modèle de résolution de problèmes qui fonctionne partie par partie et va de pair avec la solution qui offre un profit immédiat. Il vise à trouver la solution la plus localement optimale, mais il échoue souvent à la trouver car il ne parcourt pas toutes les données.

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Conclusion

L'essentiel - les algorithmes sont les éléments constitutifs de tous les processus informatiques, qu'il s'agisse d'un simple programme informatique ou d'un programme ML. Les algorithmes sont cruciaux pour tous les appareils informatisés, car ils peuvent automatiser différentes tâches, effectuer efficacement des tâches répétitives et réduire le recours au travail manuel, rationalisant ainsi l'ensemble de l'opération. Ils peuvent économiser du temps et de l'argent.