Algoritmo

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¿Qué es un algoritmo?

Un algoritmo es, en su sentido más puro, un proceso matemático para resolver un problema utilizando un número finito de pasos. En el mundo de la informática, definimos un algoritmo como un conjunto de instrucciones que especifica no sólo lo que hay que hacer, sino cómo hacerlo. Procesa entradas, como números o datos, para producir salidas, como resultados o soluciones.

Los algoritmos son esenciales para procesar datos y ejecutar funciones en informática, matemáticas e inteligencia artificial (IA).

Puntos clave

  • Un algoritmo es una secuencia finita de instrucciones para definir una tarea o resolver un problema.
  • Los algoritmos son esenciales en la programación informática y la IA, ya que permiten a los sistemas informáticos ejecutar tareas.
  • Los algoritmos se utilizan cada vez más en diversos ámbitos de la vida moderna, desde el seguimiento de la ubicación a las redes sociales, pasando por las finanzas y la sanidad.
  • La eficacia de un algoritmo suele medirse por la rapidez y precisión con que procesa las entradas -en forma de datos- para producir salidas como análisis o decisiones.
  • Los algoritmos son útiles para automatizar el procesamiento de datos y escalarlos a medida que crece el volumen de entradas, pero pueden consumir muchos recursos y ser complejos, y pueden no ser adecuados para aplicaciones que no tienen datos completos o que requieren flexibilidad.

¿Cómo funciona un algoritmo?

En el campo de la informática, la mayoría de los algoritmos suelen resolver problemas de gestión y análisis de datos.

Los algoritmos se escriben en código, que luego implementa una máquina. Los algoritmos funcionan siguiendo una serie de instrucciones para realizar una tarea específica.

Suelen tener tres pasos:

  1. Entrada, en la que el algoritmo recibe datos.
  2. Procesamiento, que consiste en realizar cálculos o tomar decisiones basándose en los datos.
  3. Salida, en la que el algoritmo produce un resultado o solución.

Probablemente la mejor manera de entender un algoritmo es pensar en él como en una receta. Hay muchas maneras de hornear galletas, pero siguiendo una receta, un panadero sabe que primero debe precalentar el horno, luego medir la harina, añadir mantequilla, trocitos de chocolate, etc. hasta completar las galletas deseadas.

Por ejemplo, utilizando una herramienta de marketing de IA que incorpore algoritmos, un programador o informático puede decirle a una máquina que consulte la base de datos A en busca de las cifras de ventas del mes pasado, las compare con las del mes anterior y las del mismo mes del año pasado, y luego las muestre en un gráfico de barras.

Mezcla varios algoritmos y tendrás un programa informático que funciona.

Las redes también se basan en gran medida en algoritmos, que rigen todo, desde el enrutamiento de paquetes y la gestión del tráfico hasta la seguridad y la encriptación.

Tradicionalmente, los algoritmos de encaminamiento eran en gran medida estáticos, en el sentido de que establecían puntos fijos de actividad de la red.

Recientemente, sin embargo, los proveedores de red han cambiado hacia algoritmos más adaptativos que pueden hacer cambios sobre la marcha en respuesta al tráfico o a consideraciones topológicas.

Tipos de algoritmos

Existen numerosos tipos de algoritmos para prácticamente cualquier tipo de problema matemático que haya que resolver.

Entre ellos están:

  • Algoritmos numéricos
  • Algoritmos algebraicos
  • Algoritmos geométricos
  • Algoritmos secuenciales
  • Algoritmos operativos
  • Algoritmos teóricos

También hay varios algoritmos que llevan el nombre de los principales matemáticos que los inventaron:

  • Algoritmo de Shor
  • Algoritmo de Girvan-Newman
  • Varios algoritmos euclidianos

También los hay que reciben el nombre del problema concreto que resuelven, como por ejemplo:

  • Algoritmo de búsqueda bidireccional
  • Algoritmo de fusión K-way

Los mejores algoritmos de cálculo

Existen siete tipos principales de algoritmos, según la Universidad Estatal de Ohio:

Ordenar
Organizar los datos de forma eficaz y útil. Entre ellas se incluyen la ordenación rápida, la ordenación por fusión, la ordenación por recuento y otras.
Buscar
Búsqueda de datos clave en conjuntos de datos ordenados. La búsqueda binaria se utiliza para buscar en estructuras de datos lineales y conjuntos de datos ordenados. La búsqueda por profundidad/anchura (DFS/BFS) se utiliza para estructuras de datos gráficas y los motores de búsqueda la emplean para rastrear páginas web.
Hashing
Similar a la búsqueda, pero con un componente de indexación e identificación de claves. El hashing proporciona resultados superiores porque asigna una clave a determinados datos.
Programación dinámica
Convierte problemas grandes y complejos en una serie de problemas más pequeños.
Exponencial al cuadrado (EbS)
También conocido como exponenciación binaria, el EbS acelera el cálculo de números enteros grandes, polinomios, matrices cuadradas y otros problemas complejos.
Correspondencia y análisis sintáctico de cadenas
Diseñado para encontrar patrones en grandes conjuntos de datos utilizando términos y restricciones predefinidos.
Pruebas de primalidad
Determina los números primos de forma determinista o probabilística; se utiliza sobre todo en criptografía.

Uso de algoritmos

Los algoritmos se utilizan en casi todos los aspectos del procesamiento de datos. En la IA y el aprendizaje automático (AM), los algoritmos permiten a los sistemas informáticos identificar patrones, predecir resultados y tomar decisiones.

Los algoritmos se utilizan cada vez más en Internet, por ejemplo, para clasificar los resultados de los motores de búsqueda en función de su relevancia y sugerir a los usuarios de las redes sociales contenidos que probablemente se ajusten a sus intereses.

Los algoritmos se utilizan en la banca, por ejemplo, para identificar posibles fraudes y examinar las solicitudes de préstamos y otros productos financieros. También se utilizan en el comercio para analizar las tendencias del mercado y ejecutar operaciones automatizadas.

En el sector sanitario, los algoritmos pueden analizar datos de pacientes e investigaciones para ayudar en el diagnóstico y la planificación de tratamientos.

6 Características de un algoritmo

  1. Independiente

    Las instrucciones de un algoritmo deben ser independientes de cualquier código de programación y poder ejecutarse en cualquier lenguaje de programación.
  2. Definitivo

    Los algoritmos deben codificarse detalladamente para especificar cada paso de una secuencia.
  3. Entrada especificada

    Un algoritmo necesita entradas bien definidas para poder producir la salida.
  4. Salida especificada

    El algoritmo también debe especificar las salidas que debe producir a partir de los datos y el formato que debe adoptar.
  5. Eficaz

    Un algoritmo debe escribirse de forma que sea eficiente, factible con los datos y recursos disponibles y no contenga pasos innecesarios.
  6. Finito

    Un algoritmo debe terminar después de un número definido de pasos, ya sea proporcionando la salida esperada o una respuesta de que la solución no es posible.

Ejemplos de algoritmos

Los algoritmos están presentes en todos los aspectos de la vida moderna, desde las señales de tráfico hasta las redes sociales y las compras en línea.

Algunos ejemplos son:

Sistema de posicionamiento global (GPS)
El GPS transmite señales a los satélites y utiliza un algoritmo para calcular y rastrear la ubicación de un usuario. Esto permite a las apps trazar rutas con su distancia y tiempo de viaje.
Reconocimiento facial
Los inicios de sesión biométricos para teléfonos móviles y otros dispositivos funcionan con un algoritmo que utiliza mapas biométricos para trazar rasgos faciales y compararlos con su base de datos para encontrar una coincidencia.
Búsqueda en Google
El algoritmo PageRank de Google determina el orden de los resultados de búsqueda mostrados en su motor de búsqueda asignando una puntuación a cada resultado. Cuanto mayor sea la puntuación, más arriba aparecerá un sitio web en la página de resultados. El algoritmo está diseñado para organizar la indexación de millones de páginas web de una manera utilizable.
Spotify
Los servicios de streaming como Spotify utilizan algoritmos para analizar los contenidos que consumen los usuarios y presentarles contenidos relacionados con los que es probable que se interesen para que sigan utilizando el servicio.
Sin anuncios en los canales públicos
Los usuarios Premium no verán los mensajes patrocinados que se muestran ocasionalmente en los grandes canales públicos.

Pros y contras del algoritmo

Pros pros

  • Los algoritmos bien diseñados pueden procesar los datos con rapidez aprovechando al máximo los recursos
  • Los algoritmos informáticos pueden automatizar la producción de resultados muy precisos
  • Los algoritmos pueden ampliarse para manejar volúmenes crecientes de datos sin un deterioro significativo del rendimiento

Cons cons

  • Los algoritmos con grandes requisitos computacionales pueden requerir muchos recursos, lo que puede resultar costoso
  • Algunos algoritmos pueden ser difíciles de entender, codificar y aplicar
  • Algunos algoritmos pueden carecer de flexibilidad y requerir entradas completas para funcionar correctamente

Lo esencial

La definición de un algoritmo es una serie de pasos que establecen una tarea y definen exactamente cómo completarla. Los algoritmos son fundamentales para la informática, ya que sustentan desde tareas sencillas hasta sistemas avanzados de IA.

Los algoritmos pueden ordenar datos automáticamente, encontrar información e identificar patrones, y hacer predicciones o tomar decisiones, de forma rápida y eficaz.

A medida que la tecnología se hace cada vez más omnipresente y dependemos de coches inteligentes, casas inteligentes, ciudades e incluso cuerpos inteligentes, puede parecer que estamos interactuando con una forma totalmente nueva de conciencia en el planeta, una que camina, habla y piensa.

Pero, en realidad, no son más que montones de números ejecutándose a través de montones de algoritmos.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un algoritmo en términos sencillos?

¿Cuál es un ejemplo de algoritmo?

¿Qué aspecto tiene un algoritmo?

¿Por qué necesitamos algoritmos?

¿Qué es un algoritmo estándar?

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Nicole Willing
Technology Specialist
Nicole Willing
Editora

Nicole Willing cuenta con dos décadas de experiencia en la redacción y edición de contenidos sobre tecnología y finanzas. Es experta en los mercados de materias primas, acciones y criptomonedas, así como en las últimas tendencias del sector tecnológico, desde los semiconductores hasta los vehículos eléctricos. Su experiencia informativa sobre la evolución de los equipos y servicios de redes de telecomunicaciones y la producción de metales industriales le da una perspectiva única sobre la convergencia de las tecnologías del Internet de las Cosas y la fabricación.