«Divide y vencerás» es un paradigma que se usa para crear algoritmos.
Un algoritmo es un grupo finito de operaciones organizadas de manera lógica y ordenada que permite solucionar un determinado problema. Se trata de una serie de instrucciones o reglas establecidas que, por medio de una sucesión de pasos, posibilitan arribar a un resultado o solución.
Según los expertos en matemática, los algoritmos se emplean para trabajar a partir de un estado básico o inicial y, tras seguir los pasos propuestos, llegar a una solución. Cabe resaltar que, si bien los algoritmos suelen estar asociados al ámbito matemático (ya que se utilizan, por citar casos concretos, para averiguar el cociente entre un par de dígitos o determinar cuál es el máximo común divisor entre dos cifras pertenecientes al grupo de los enteros), no siempre implican la presencia de números.
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ResumenEtimología de algoritmo
En el árabe es donde podemos encontrar el origen etimológico del término algoritmo. Más exactamente se halla en el nombre del matemático Al-Khwarizmi, que nació en la Edad Media en una de las zonas de lo que hoy se conoce como Uzbekistán, en Asia central.
Al-Khwarizmi desarrolló gran parte de su carrera en Bagdad: hasta allí se trasladó para, por orden del califa, crear un centro superior de investigaciones científicas que fue conocido como Casa de la Sabiduría. Diversos tratados de álgebra y astronomía fueron algunos de los trabajos que realizó dicho sabio, que también ha dado lugar a la creación de otra serie de términos científicos tales como álgebra o guarismo.
Tal fue la importancia que tuvo este personaje histórico que actualmente está considerado no sólo como el padre del álgebra sino también como quien se encargó de introducir nuestro sistema de numeración.
El diseño de algoritmos consiste en la creación de un modelo matemático orientado a la resolución de un problema en particular.
Algunas consideraciones
En el ámbito matemático, la descripción de un algoritmo se puede efectuar en tres niveles. Así nos encontramos con la descripción de alto nivel (consiste en mencionar el problema, determinar un modelo matemático y explicar verbalmente el algoritmo), la descripción formal (la secuencia de pasos se describe a través de un pseucódigo) y finalmente la descripción vía implementación (el algoritmo se detalla en un lenguaje de programación determinado).
Asimismo tampoco podemos pasar por alto que los algoritmos se pueden expresar a través del lenguaje natural o de un diagrama de flujo. En este marco, tanto un manual de instrucciones para el funcionamiento de un electrodoméstico como una serie de órdenes del jefe a un empleado para desarrollar una cierta tarea también pueden incluir algoritmos.
Esta amplitud de significado permite apreciar que no existe una definición formal y única de algoritmo. El término suele ser señalado como el número fijo de pasos necesarios para transformar información de entrada (un problema) en una salida (su solución). De todas formas, algunos algoritmos carecen de final o no resuelven un problema en particular.
La evolución biológica es la inspiración del algoritmo genético.
Propiedades de los algoritmos
Existen ciertas propiedades que alcanzan a todos los algoritmos, con excepción de los denominados algoritmos paralelos: el tiempo secuencial (los algoritmos funcionan paso a paso), el estado abstracto (cada algoritmo es independiente de su implementación) y la exploración acotada (la transición entre estados queda determinada por una descripción finita y fija).
Cabe mencionar que los algoritmos son muy importantes en la computación y la informática ya que permiten representar datos como secuencias de bits. Un programa o software, de este modo, es un algoritmo que indica a la computadora qué pasos específicos debe seguir para desarrollar una tarea.
La inteligencia artificial
El uso de algoritmos puede apreciarse en la inteligencia artificial. Este concepto alude a aquellas capacidades de un sistema que le permiten ejecutar tareas intelectuales o cognoscitivas.
La clave de la inteligencia artificial es la utilización de algoritmos, tanto simples como de gran complejidad, para imitar o reproducir el funcionamiento del cerebro de las personas. Así es posible realizar un análisis de datos masivos (big data) y llevar a cabo distintos procedimientos con eficiencia.
Los algoritmos aplicados a la inteligencia artificial también posibilitan el aprendizaje automático y desarrollar una red neuronal artificial. En este marco, el algoritmo es un instrucción o regla que orienta el análisis realizado por la inteligencia artificial y le permite tomar una decisión. Si nos centramos en el aprendizaje automático, los algoritmos se emplean para entrenar al sistema, que así se capacita para la categorización de información y la elaboración de predicciones.
Tipos de algoritmo
Para completar este artículo, vamos a centrarnos en los distintos tipos de algoritmo que existen. La clasificación más habitual está vinculada a la función que cumplen.
Un algoritmo de búsqueda, por ejemplo, apunta a detectar ciertos elementos en una estructura de datos. Un algoritmo de ordenación u ordenamiento, en tanto, ubica los elementos en una secuencia que crea a partir de una relación de orden.
Se llama algoritmo voraz o ávido, por otro lado, a aquel que selecciona la mejor opción en cada paso para arriba a la mejor solución posible al final del proceso. Otros tipos de algoritmo son el algoritmo de retroceso (basado en la dinámica de prueba y error), el algoritmo de cifrado (recurre a métodos de la criptografía para la encriptación de los datos), el algoritmo probabilístico (genera resultados al azar partiendo de un cierto conjunto de datos) y el algoritmo cuántico (posibilita la virtualización de un modelo de computación cuántica).
