Che cos'è un algoritmo? Spiegazione semplice e facile per principianti [2022]

È un protocollo standard per utilizzare mappe e progetti per eseguire senza problemi vari processi. Proprio come un architetto utilizza progetti dettagliati per creare un edificio colossale da zero, gli ingegneri del software e gli esperti di scienza dei dati utilizzano algoritmi diversi per risolvere un'ampia gamma di problemi computazionali.

I computer non sono in grado di funzionare in modo indipendente. Anche i compiti più semplici, come le equazioni matematiche che coinvolgono la somma o la moltiplicazione, richiedono algoritmi, il che li rende essenziali per i dispositivi digitali. Gli algoritmi costituiscono la base di qualsiasi sistema informatico, dedicando sequenze di comandi per eseguire attività come il calcolo, la programmazione o l'elaborazione dei dati. Questi algoritmi hanno equipaggiato i computer per elaborare informazioni, risolvere equazioni complesse, ecc., riducendo quasi al minimo il lavoro umano per le attività di routine.

Oggi analizzeremo in modo approfondito cosa significano gli algoritmi per l'informatica e la scienza dei dati.

Che cos'è un algoritmo?

Per dirla semplicemente, un algoritmo è un manuale preciso per un computer, incluso un processo passo-passo per eseguire attività di input per fornire l'output previsto. Questo processo di ricerca della soluzione consiste in una sequenza finita di istruzioni per far sapere al computer come affrontare un problema e fornire l'output di conseguenza.

Lo sviluppo di nuovi algoritmi ha accelerato il processo di calcolo. Tuttavia, devi sapere quale algoritmo scegliere per quale attività. In sostanza, un algoritmo può essere una mappa digitale progettata per risolvere equazioni logiche e matematiche nei linguaggi naturali.

Importanza dell'algoritmo

Essendo la spina dorsale dei processi informatici, gli algoritmi raccontano i metodi migliori e più semplici per risolvere un problema, raggiungendone l'ottimo risultato. Dall'aumento della precisione del software rafforzando il programma sorgente alla conclusione di attività utilizzando risorse limitate (come la potenza della memoria), gli algoritmi possono migliorare l'efficienza dei processi di calcolo e del software.

Varianti semplificate di algoritmi suddivisi in passaggi più piccoli aiutano i programmatori a comprendere e creare programmi per computer efficienti. Gli algoritmi sono indipendenti dalla lingua, accettano i passaggi da eseguire in qualsiasi lingua ma portano al risultato desiderato.

Proprietà di un algoritmo

Non tutte le sequenze di istruzioni scritte sono un algoritmo. Diverse caratteristiche rendono l'insieme di istruzioni idoneo come algoritmo. Affinché una serie di istruzioni possa essere considerata un algoritmo, queste sono caratteristiche indispensabili.

• Input: un algoritmo deve contenere input ben definiti, di solito più di uno.

• Output: l'output previsto deve essere chiaramente definito dall'algoritmo.

• Non ambiguo : l'algoritmo scritto non deve essere affatto ambiguo. Dovrebbe avere i passaggi giusti da seguire per i programmatori e creare risultati efficaci.

• Definito: invece di cicli infiniti e ogni passaggio porta un doppio significato, algoritmi definiti devono portare solo una singola interpretazione con ogni affermazione.

• Finito: per raggiungere una soluzione efficace, i passaggi dell'algoritmo devono essere limitati e ben definiti.

• Pratico: un algoritmo dovrebbe allinearsi con le risorse esistenti per rimanere efficiente sfruttando al massimo.

Diversi modi per rappresentare algoritmi

Gli algoritmi possono essere rappresentati in quattro modi diversi. Questi includono:

1. Linguaggio naturale

Anche le lingue naturali scambiate regolarmente come inglese, francese, spagnolo, ecc. possono rappresentare algoritmi. Finché il programmatore comprende i passaggi ben disegnati, è accettabile. Tuttavia, i linguaggi naturali spesso mancano della precisione richiesta dai programmi per computer e, quindi, non sono ampiamente preferiti.

2. Pseudocodice

Questo metodo informale per rappresentare un algoritmo utilizza il linguaggio naturale meno le sue parti ambigue. Lo pseudocodice fornisce istruzioni nella forma più precisa.

3. Diagrammi di flusso

Il grafico rappresenta la programmazione in un formato simile al flusso per semplificare la comprensione. L'illustrazione degli algoritmi in questo formato grafico utilizza simboli e riquadri diversi, limitando le interpretazioni e fornendo un significato esatto.

4. Linguaggi di programmazione

Gli algoritmi scritti nei linguaggi di programmazione sono pronti per essere trasformati in un programma. Con poche modifiche e correzioni, gli algoritmi scritti in un linguaggio di programmazione sono pronti per l'uso.

Che cos'è un algoritmo in programmazione?

Oltre a risolvere i comandi di calcolo di base, gli algoritmi aiutano nello sviluppo del software eseguendo direzioni semplici e complesse. L'algoritmo svolge un ruolo significativo nella programmazione in quanto viene utilizzato nella fase di progettazione e preceduto dalla sua implementazione nel progetto durante la fase di programmazione.

Per capirlo meglio, gli algoritmi funzionano come codice per guidare un programma software a svolgere compiti particolari. Ad esempio, Google visualizza i risultati di ricerca più rilevanti in base agli algoritmi dettagliati per trovare, classificare e visualizzare le pagine più rilevanti rispetto alla parola chiave di ricerca. La mancanza degli algoritmi giusti potrebbe portare a risultati di pagina confusi e irrilevanti.

Ruolo degli algoritmi nell'IA

L'intelligenza artificiale si basa sull'imitazione dell'intelligenza simile a quella umana per perfezionare la fornitura di servizi innovativi personalizzati e di facile utilizzo. L'integrazione dell'IA nella vita quotidiana ha semplificato molte attività, dal suggerire prodotti rilevanti per il nostro algoritmo di ricerca al monitoraggio dei nostri parametri vitali! Una vita senza intelligenza artificiale nel 21° secolo è difficile da immaginare, ma qual è la tecnologia alla base?

L'IA non può accedere alle informazioni da sola. Proprio come capiamo lentamente come funziona il mondo e come funziona in accordo con esso, l'IA deve imparare a imitare l'intelligenza umana attraverso le istruzioni di base. È qui che entrano in scena gli algoritmi.

Gli algoritmi sono essenzialmente istruzioni precise che addestrano l'IA a leggere, analizzare ed eseguire attività e processi rilevanti. Un algoritmo di intelligenza artificiale è un sottoinsieme dell'apprendimento automatico che prepara ad evice per imitare l'intelletto umano ed elaborare compiti in modo indipendente. Un buon esempio sono gli assistenti virtuali intelligenti che riproducono brani con un singolo comando o consigliano playlist esclusivamente in base alla cronologia delle ricerche e alle pagine di interesse. Inoltre, questi assistenti possono anche distinguere tra varie voci: immagina il livello di complessità degli algoritmi utilizzati per renderlo possibile!.

Tipi di algoritmi

Esistono vari tipi di algoritmi utilizzati per risolvere problemi di calcolo attraverso metodi diversi. Quelli maggiormente utilizzati sono:

1. Algoritmo di ritorno

Questo algoritmo divide e risolve il sottoproblema di qualsiasi equazione. Ad esempio, tenta di risolvere un problema e, se non riesce a risolverlo, torna indietro rimuovendo l'ultimo passaggio e quindi tenta di nuovo di risolvere il problema.

2. Algoritmo della forza bruta

Questo algoritmo itera tutte le possibili soluzioni, proprio come facciamo noi, e trova quella più rilevante per risolvere il problema. È uno degli algoritmi più semplici.

3. Algoritmo Dividi e Conquista

Come suggerisce il nome, questo algoritmo divide un problema in due parti. Quindi tenta ulteriormente di risolvere la prima metà in sottoproblemi più piccoli e fa lo stesso con l'altra metà, solo per combinare tutte le soluzioni per creare la soluzione risultante.

4. Algoritmo di programmazione dinamica

Gli algoritmi di programmazione dinamica utilizzano i dati passati per analizzare e risolvere un determinato problema. Suddivide un problema in sottoproblemi, ne decrittografa ogni parte e quindi memorizza il modello per un uso futuro.

5. Algoritmo ricorsivo

L'algoritmo ricorsivo risolve il problema suddividendolo in sottoproblemi di tipo simile e quindi chiama se stesso ripetutamente fino a quando il problema non viene risolto nella sua interezza.

6. Algoritmo avido

Gli algoritmi avidi seguono uno schema di risoluzione dei problemi che funziona parte per parte e si accompagna alla soluzione che offre un profitto immediato. Mira a trovare la soluzione ottimale a livello locale, ma spesso non riesce a trovarla poiché non esamina tutti i dati.

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Conclusione

In conclusione: gli algoritmi sono gli elementi costitutivi di tutti i processi informatici, che si tratti di un semplice programma per computer o di un programma ML. Gli algoritmi sono fondamentali per tutti i dispositivi computerizzati poiché possono automatizzare diverse attività, eseguire attività ripetitive in modo efficiente e ridurre la dipendenza dal lavoro manuale, semplificando così l'intera operazione. Possono risparmiare tempo e denaro.