¿Alguna vez te has preguntado en qué se basan aplicaciones como Instagram o TikTok para mostrarte contenido acorde a tus gustos e intereses? La respuesta está en el algoritmo, un conjunto de reglas que nos ayuda a tomar decisiones diariamente, incluso sin que nos demos cuenta. Si no sabes con exactitud qué es un algoritmo y para qué sirve, aquí te lo contamos.
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¿Qué es un algoritmo en informática?
Antes de centrarnos en el área informática, veamos en líneas generales qué significa algoritmo. Básicamente, es un procedimiento que nos indica los pasos a seguir para resolver un problema. (1) Aunque es un concepto muy asociado a las matemáticas, acciones cotidianas como lavarse los dientes o tomar el bus son ejemplos de qué es un algoritmo.
En ese sentido, un algoritmo computacional es un conjunto de instrucciones ordenadas y codificadas, que permiten que un programa funcione, procese datos o realicé cálculos de forma eficiente. Además, los algoritmos informáticos son fundamentales para automatizar un sinnúmero de procesos y prevenir errores. (2)
Características de los algoritmos
Para que un procedimiento pueda ser considerado como algoritmo, debe cumplir con algunas características básicas.
- Comienzo y final: Los algoritmos tienen puntos de origen y de finalización, que guardan una relación coherente para obtener un resultado claro.
- Precisión: Las instrucciones siguen una secuencia lógica e inequívoca, sin lugar a ambigüedades.
- Adaptabilidad: Un algoritmo en programación es compatible con diferentes lenguajes y plataformas, de manera que se pueda utilizar en múltiples entornos.
- Eficacia: Se adapta a un uso práctico dentro de los límites razonables, evitando restricciones o tiempos de espera prolongados (3)
Partes de un algoritmo
Si te preguntas cuál es la estructura de un algoritmo, este se compone por tres partes:
- Entrada (Imput): Hace referencia a las instrucciones o datos necesarios para ejecutar una tarea.
- Proceso: Son las operaciones que se realizan en orden lógico para dar solución al problema.
- Salida (Output): Es el resultado que obtenemos luego de seguir el proceso paso a paso.
Medios de expresión de un algoritmo
No existe una fórmula única para representar un algoritmo. Aunque el lenguaje natural es el medio de expresión más sencillo, este tiende a ser ambiguo y extenso. Por ello, encontramos otras alternativas.
Diagrama de flujo
Son representaciones gráficas que se utilizan para describir la secuencia de acciones que sigue un algoritmo a través de cuadros, flechas y símbolos. Su principal ventaja es que facilita el proceso y es altamente personalizable. (4)
Pseudocódigo
Es una combinación del lenguaje natural y de programación, que se utiliza para representar algoritmos de forma simplificada y planificar su estructura a través de comandos simples. Es fácil de entender para personas con pocos conocimientos de programación. (5)
Sistemas formales
Son medios de representación de algoritmos basados en reglas y símbolos precisos, que no dejan lugar a la ambigüedad. Algunos ejemplos son la teoría de autómatas, la teoría de funciones recursivas o la máquina de Turing.
Implementación
Son concebidos para implementarse en medios distintos a los programas tradicionales, como redes neuronales, máquinas eléctricas e incluso lápiz y papel. Entre los ejemplos encontramos algoritmos en matemáticas, como la criba de Eratóstenes o el algoritmo de Euclides.
Variables
Se expresan tomando determinados valores de un tipo de datos en particular, ya sea a través de una sentencia de asignación o mediante un procedimiento de entrada de datos.
Estructuras secuenciales
Se trata de un proceso en el que una salida es a la vez la entrada para otra acción, siguiendo ese orden sucesivo hasta finalizar el proceso. (6)
¿Cuáles son los diferentes tipos de algoritmos?
Teniendo una idea más clara sobre qué es un algoritmo, veamos cómo se clasifican en función de su finalidad. Estos son los principales tipos de algoritmos.
Algoritmos de búsqueda
Es un procedimiento orientado a encontrar un elemento con determinadas características dentro de una estructura de datos. Este tipo de algoritmo es la base de los motores de búsqueda como Google o Bing.
Algoritmos de ordenamiento
Se emplean para organizar datos según el requerimiento del usuario, de manera que pueda visualizar los elementos en la secuencia deseada para reducir la complejidad de un problema.
Algoritmos voraces
Los algoritmos voraces, conocidos también como “greedy”, son esquemas que eligen la solución más adecuada en cada momento, sin considerar decisiones tomadas previamente. Se emplea para resolver problemas de optimización, en los que se necesita encontrar el máximo o mínimo de algo.
Programación dinámica
Consiste en dividir el problema principal en subproblemas superpuestos, a fin de hallar una solución de forma secuencial en etapas sucesivas. Su principal objetivo es lograr un menor tiempo de ejecución.
Algoritmos probabilísticos
Es un algoritmo cuyo resultado depende de componentes aleatorios, generando resultados distintos ante los mismos datos de entrada. Muchos algoritmos de inteligencia artificial son de este tipo, pues predicen acontecimientos futuros en base a datos pasados.
Algoritmos de clasificación
Como su nombre lo indica, este tipo de algoritmo clasifica los elementos de un conjunto de datos y les asigna una etiqueta en base a ciertos patrones o similitudes. Es un algoritmo muy usado en redes sociales, y explica muy bien cómo funciona el algoritmo de TikTok o Instagram, clasificando los contenidos en función de los gustos de cada usuario. (7)
Propiedades que debe tener un algoritmo
La mayoría de algoritmos poseen algunas propiedades en común. Conócelas a continuación.
Singularidad/eficacia
El proceso que engloba un algoritmo debe estar libre de errores, a fin de garantizar el resultado esperado.
Ejecución
La descripción de pasos entre la entrada y salida debe seguir un orden lógico, de manera que puedan ejecutarse sin ningún inconveniente.
Finitud
Todos los algoritmos cuentan con una secuencia de instrucciones bien definida, que incluyen un comienzo y un final. No existen los algoritmos infinitos.
Terminación
En base a lo anterior, los algoritmos siguen diferentes procesos que se dirigen a un determinado resultado, sin entrar en bucles.
Determinación
Para garantizar que una aplicación sea fiable, los datos de entrada deben conducir siempre a los mismos resultados, en la medida que el proceso se realice bajo las mismas condiciones.
Determinismo
Los pasos destinados a resolver el problema son inalterables, y los resultados iniciales son los que definirán los pasos posteriores. (8)
Ejemplos y casos reales de algoritmos
Ejemplos de algoritmos hay muchos, pues existen desde mucho antes de que se crearan las computadoras. Tenemos el caso de los sumerios, quienes hace más de 4,000 años grabaron sobre una tabla de arcilla un método para distribuir las cosechas de forma equitativa. Sin embargo, el primer algoritmo informático data de 1845, cuando Ada Lovelace creó un conjunto de instrucciones para calcular una secuencia de números de Bernoulli.
Como hemos visto a lo largo del artículo, aplicaciones como los motores de búsqueda o las redes sociales emplean algoritmos complejos para mostrar información relevante y acorde a los intereses de cada usuario. Por otro lado, los algoritmos son un elemento central de la IA, pues permiten que las máquinas aprendan y tomen decisiones de forma similar a la de los humanos.
¿Por qué es importante entender y estudiar los algoritmos?
En el campo de la informática, los algoritmos son elementos cruciales, pues permiten que las aplicaciones y herramientas de software sean eficientes y realicen sus funciones con rapidez. De hecho, la selección del algoritmo es determinante en el rendimiento de un programa o sistema informático.
Los algoritmos no son ajenos a los avances tecnológicos, y en la actualidad se utilizan en la ciencia de datos para ayudar a científicos, médicos, académicos y empresarios a tomar las decisiones más adecuadas, gracias al procesamiento de grandes volúmenes de información.
Como puedes ver, los algoritmos están presentes en todos los ámbitos de nuestras vidas. Siendo consciente de ello, puedes utilizarlos para crear soluciones a todo tipo de problemas, desde los más cotidianos hasta los más complejos.
Bibliografía APA
(1) TechTarget (n.d.) Definition: What is an algorithm? https://www.techtarget.com/whatis/definition/algorithm#:~:text=An%20algorithm%20is%20a%20procedure,%2D%20or%20software%2Dbased%20routines.
(2) Profile (n.d.) Qué es un algoritmo informático: características, tipos y ejemplos https://profile.es/blog/que-es-un-algoritmo-informatico/
(3) Code360 (2024, 11 de julio) Características de un algoritmo https://www.naukri.com/code360/library/characteristics-of-an-algorithm
(4) Miro (n.d.) Algorithm Flowchart Template https://miro.com/templates/algorithm-flowchart/
(5) EcuRed (n.d.) Algoritmo https://www.ecured.cu/Algoritmo#Medios_de_expresi.C3.B3n_de_un_algoritmo
(6) Impacto Seomarketing (n.d.) El significado de algoritmo en programación de búsquedas https://impactoseo.com/blog/que-es/un-algoritmo-significado-programacion/
(7) InteractiveChaos (n.d.) Algoritmos de clasificación https://interactivechaos.com/es/manual/tutorial-de-machine-learning/algoritmos-de-clasificacion
(8) IONOS (2023, 14 de febrero) ¿Qué es un algoritmo? Definición y ejemplos https://www.ionos.com/es-us/digitalguide/online-marketing/analisis-web/que-es-un-algoritmo/