O que é um Algoritmo? Explicação simples e fácil para iniciantes [2022]

É um protocolo padrão para usar mapas e planos para executar vários processos sem problemas. Assim como um arquiteto usa projetos detalhados para estabelecer um edifício colossal do zero, engenheiros de software e especialistas em ciência de dados usam algoritmos diferentes para resolver uma ampla gama de problemas computacionais.

Os computadores são incapazes de funcionar de forma independente. Mesmo as tarefas mais simples, como equações matemáticas envolvendo soma ou multiplicação, exigem algoritmos, tornando-os essenciais para dispositivos digitais. Os algoritmos formam a base de qualquer sistema de computação, dedicando sequências de comandos para realizar tarefas como cálculo, programação ou processamento de dados. Esses algoritmos equiparam computadores para processar informações, resolver equações complexas, etc., quase minimizando o trabalho humano para tarefas rotineiras.

Hoje, analisaremos em profundidade o que os algoritmos significam para a ciência da computação e a ciência de dados.

O que é um Algoritmo?

Simplificando, um algoritmo é um manual preciso para um computador, incluindo um processo passo a passo de realizar tarefas de entrada para fornecer a saída esperada. Esse processo de busca de solução consiste em uma sequência finita de instruções para permitir que o computador saiba como lidar com um problema e entregar a saída de acordo.

O desenvolvimento de novos algoritmos acelerou o processo de computação. No entanto, você deve saber qual algoritmo escolher para qual tarefa. Essencialmente, um algoritmo pode ser um mapa digital projetado para resolver equações lógicas e matemáticas em linguagens naturais.

Importância do Algoritmo

Sendo a espinha dorsal dos processos computacionais, os algoritmos narram os melhores e mais fáceis métodos para resolver um problema, alcançando seu excelente resultado. Desde o aumento da precisão do software, fortalecendo o programa de origem, até a conclusão de tarefas usando recursos limitados (como o poder da memória), os algoritmos podem aumentar a eficiência dos processos computacionais e do software.

Variantes simplificadas de algoritmos divididas em etapas menores ajudam os programadores a entender e criar programas de computador eficientes. Os algoritmos são independentes da linguagem, aceitando os passos a serem executados em qualquer linguagem, mas levando ao resultado desejado.

Propriedades de um algoritmo

Nem toda sequência escrita de instruções é um algoritmo. Vários recursos tornam o conjunto de instruções elegível como um algoritmo. Para que uma série de instruções seja considerada um algoritmo, esses são recursos obrigatórios.

• Entrada: Um algoritmo deve conter entradas bem definidas, geralmente mais de uma.

• Saída: A saída esperada deve ser claramente definida pelo algoritmo.

• Não ambíguo : O algoritmo escrito não deve ser ambíguo. Deve ter os passos certos para os programadores seguirem e criarem resultados efetivos.

• Definido: Em vez de loops infinitos e cada passo carregando duplo significado, algoritmos definidos devem levar apenas uma única interpretação com cada declaração.

• Finito: Para chegar a uma solução eficaz, os passos do algoritmo devem ser limitados e bem definidos.

• Prático: um algoritmo deve se alinhar com os recursos existentes para se manter eficiente e tirar o máximo proveito dele.

Diversas maneiras de representar algoritmos

Algoritmos podem ser representados de quatro maneiras diferentes. Esses incluem:

1. Linguagem Natural

Línguas naturais trocadas regularmente, como inglês, francês, espanhol, etc., também podem representar algoritmos. Contanto que o programador entenda os passos bem desenhados, é aceitável. No entanto, as linguagens naturais geralmente não têm a precisão que os programas de computador exigem e, portanto, não são amplamente preferidas.

2. Pseudocódigo

Este método informal para representar um algoritmo usa linguagem natural menos suas partes ambíguas. O pseudocódigo fornece instruções da forma mais precisa.

3. Fluxogramas

O gráfico representa a programação em um formato de fluxo para simplificar a compreensão. A ilustração de algoritmos neste formato gráfico usa diferentes símbolos e caixas, limitando as interpretações e fornecendo um significado exato.

4. Linguagens de Programação

Algoritmos escritos em linguagens de programação estão prontos para serem transformados em um programa. Com algumas alterações e correções, os algoritmos escritos em uma linguagem de programação estão prontos para serem usados.

O que é um algoritmo em programação?

Além de resolver comandos computacionais básicos, os algoritmos auxiliam no desenvolvimento de software executando direções simples e complexas. O algoritmo desempenha um papel significativo na programação, pois é usado na fase de projeto e precedido de sua implementação no projeto na fase de programação.

Para entender melhor, os algoritmos funcionam como código para guiar um programa de software para realizar tarefas específicas. Por exemplo, o Google exibe os resultados de pesquisa mais relevantes com base nos algoritmos detalhados para localizar, classificar e exibir as páginas mais relevantes para a palavra-chave de pesquisa. A falta dos algoritmos certos pode levar a resultados de página confusos e irrelevantes.

Papel dos Algoritmos na IA

A Inteligência Artificial é baseada em imitar a inteligência humana para refinar a entrega de serviços inovadores personalizados e fáceis de usar. A integração da IA ​​na vida diária simplificou muitas tarefas, desde sugerir produtos relevantes para nosso algoritmo de pesquisa até monitorar nossos sinais vitais! Uma vida sem IA no século 21 é difícil de imaginar, mas qual é a tecnologia por trás disso?

A IA não pode acessar informações por conta própria. Assim como lentamente entendemos como o mundo funciona e trabalhamos de acordo com ele, a IA precisa aprender a imitar a inteligência humana por meio de instruções básicas. É aqui que os algoritmos entram em cena.

Algoritmos são essencialmente instruções precisas que treinam a IA para ler, analisar e executar tarefas e processos relevantes. Um algoritmo de IA é um subconjunto de aprendizado de máquina que prepara um dispositivo para imitar o intelecto humano e realizar tarefas de forma independente. Um bom exemplo são os assistentes virtuais inteligentes que tocam músicas em um único comando ou recomendam listas de reprodução baseadas apenas em seu histórico de pesquisa e páginas de interesse. Além disso, esses assistentes também podem diferenciar entre várias vozes – imagine o nível de complexidade dos algoritmos usados ​​para tornar isso possível!.

Tipos de Algoritmos

Existem vários tipos de algoritmos usados ​​para resolver problemas de computação através de métodos variados. Os mais utilizados são:

1. Algoritmo de Retrocesso

Este algoritmo divide e resolve o subproblema de qualquer equação. Por exemplo, ele tenta resolver um problema e, se não conseguir resolver, ele retrocede removendo a última etapa e, em seguida, tenta resolver o problema novamente.

2. Algoritmo de Força Bruta

Esse algoritmo itera todas as soluções possíveis, assim como nós, e encontra a mais relevante para resolver o problema. É um dos algoritmos mais simples.

3. Algoritmo de dividir e conquistar

Como o nome indica, este algoritmo divide um problema em duas partes. Em seguida, ele tenta resolver a primeira metade em subproblemas menores e faz o mesmo com a outra metade, apenas para combinar todas as soluções para criar a solução resultante.

4. Algoritmo de Programação Dinâmica

Algoritmos de programação dinâmica usam dados passados ​​para analisar e resolver um determinado problema. Ele divide um problema em subproblemas, descriptografa cada parte dele e armazena o padrão para uso futuro.

5. Algoritmo Recursivo

O algoritmo recursivo resolve o problema dividindo-o em subproblemas de tipos semelhantes e, em seguida, chama a si mesmo repetidamente até que o problema seja resolvido em sua totalidade.

6. Algoritmo Ganancioso

Algoritmos gananciosos seguem um padrão de solução de problemas que funciona parte por parte e acompanha a solução que oferece lucro imediato. Ele visa encontrar a solução mais localmente ótima, mas muitas vezes não consegue encontrá-la, pois não passa por todos os dados.

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Conclusão

A linha inferior – os algoritmos são os blocos de construção de todos os processos de computação, seja um programa de computador simples ou um programa de ML. Os algoritmos são cruciais para todos os dispositivos computadorizados, pois podem automatizar diferentes tarefas, executar tarefas repetitivas com eficiência e reduzir a dependência do trabalho manual, agilizando assim toda a operação. Eles podem economizar tempo e dinheiro.