Los algoritmos son una secuencia de instrucciones paso a paso diseñadas para obtener resultados. Están presentes en nuestra vida diaria, tanto en el entorno digital como en el físico. En el ámbito digital, los algoritmos son la clave de cualquier programa de computadora, ya que se encuentran integrados en los sistemas operativos para asegurar que nuestros dispositivos sigan los comandos correctos y entreguen los resultados deseados.
Un algoritmo es una fórmula codificada escrita en un software que, cuando se activa, hace que la tecnología tome acciones relevantes para resolver un problema. Los algoritmos informáticos funcionan a través de la entrada y salida de datos. Cuando se ingresan datos, el sistema analiza la información proporcionada y ejecuta los comandos correctos para producir el resultado deseado. Por ejemplo, un algoritmo de búsqueda responde a nuestra consulta de búsqueda trabajando para recuperar la información relevante almacenada en la estructura de datos.
Construcciones de un algoritmo
Un algoritmo consta de tres estructuras:
- Secuencia lineal: El algoritmo progresa a través de tareas o declaraciones, una después de la otra.
- Condicional: El algoritmo toma una decisión entre dos cursos de acción, basándose en las condiciones establecidas. Por ejemplo, si X es igual a 10, entonces hacer Y.
- Bucle: El algoritmo está compuesto por una secuencia de declaraciones que se repiten varias veces.
El propósito de cualquier algoritmo es eliminar el error humano y llegar a la mejor solución, una y otra vez, de la manera más rápida y eficiente posible. Esto es útil tanto para los usuarios de tecnología como para los científicos de datos, desarrolladores, analistas y estadísticos, cuyo trabajo se basa en la extracción, organización y aplicación de conjuntos de datos complejos.
Tipos de algoritmos
Existen varios tipos de algoritmos utilizados en diferentes situaciones:
Algoritmo de fuerza bruta
Este algoritmo es el más simple pero también el más aplicable, ya que elimina soluciones incorrectas mediante el método de prueba y error.
Algoritmo recursivo
Los algoritmos recursivos repiten los mismos pasos hasta que se resuelve el problema.
Algoritmo de retroceso
Este algoritmo combina el enfoque de fuerza bruta y recursivo, construyendo un conjunto de datos de todas las posibles soluciones de forma incremental. Cuando se encuentra un obstáculo, el algoritmo retrocede o deshace su último paso y busca otras alternativas hasta alcanzar un resultado satisfactorio.
Algoritmo voraz
Los algoritmos voraces se centran en obtener la mejor solución posible a un problema. Extraen la información más obvia e inmediata en el menor tiempo posible, lo que permite que los dispositivos procesen datos rápidamente y de manera eficiente. Este algoritmo es ideal para organizar flujos de trabajo complejos, horarios o programas de eventos, por ejemplo.
Algoritmo de programación dinámica
Un algoritmo de programación dinámica recuerda los resultados de una ejecución anterior y utiliza esta información para obtener nuevos resultados. Este algoritmo resuelve subproblemas más pequeños primero, almacenando las soluciones para futuras referencias. Es aplicable a problemas más complejos.
Algoritmo de dividir y conquistar
Similar a la programación dinámica, este algoritmo divide el problema en partes más pequeñas. Cuando se resuelven los subproblemas, sus soluciones se combinan para producir un resultado final.
¿Son los algoritmos inteligencia artificial?
Si bien los algoritmos definen el proceso de toma de decisiones, la inteligencia artificial utiliza datos para tomar decisiones reales.
Si un algoritmo de computadora es simplemente una serie de instrucciones codificadas para completar una tarea o resolver un problema, la inteligencia artificial es más como una red compleja, compuesta por grupos de algoritmos que mejoran aún más esta automatización. Aprendiendo continuamente de los datos acumulados, la inteligencia artificial es capaz de mejorar, modificar y crear nuevos algoritmos para producir soluciones únicas y fortalecer los resultados. La salida no está definida, como en los algoritmos, sino designada. De esta manera, la inteligencia artificial permite que las máquinas imiten las habilidades de resolución de problemas complejos de la mente humana.
Los algoritmos de inteligencia artificial son los que determinan las recomendaciones de Netflix y reconocen a tus amigos en las fotos de Facebook. También se les llama algoritmos de aprendizaje, y generalmente se dividen en tres tipos: aprendizaje supervisado, aprendizaje no supervisado y aprendizaje por refuerzo.
Aprendizaje supervisado
En este caso, los programadores alimentan al sistema con datos de entrenamiento, completos con entradas y predictores, y muestran a la máquina las respuestas correctas. El sistema aprende a reconocer los patrones relacionales y deduce los resultados correctos automáticamente, basándose en resultados previos.
Aprendizaje no supervisado
En este caso, la máquina aprende a buscar reglas, detectar patrones y resumir y agrupar puntos de datos para describir mejor los datos a los usuarios. El algoritmo se utiliza para extraer conocimientos significativos de los datos, incluso si el experto humano no sabe qué está buscando.
Aprendizaje por refuerzo
Este tipo de algoritmo aprende a partir de interacciones con el entorno, utilizando estas observaciones para tomar acciones que maximicen la recompensa o minimicen el riesgo. Los algoritmos de aprendizaje por refuerzo permiten que las máquinas determinen automáticamente el comportamiento ideal dentro de un contexto específico para maximizar su rendimiento.
Algoritmos de inteligencia artificial en acción
Desde aplicaciones móviles impulsadas por inteligencia artificial hasta vehículos autónomos, la inteligencia artificial está presente en nuestra realidad digital de muchas formas, tanto grandes como pequeñas.
El software de reconocimiento facial es lo que te permite iniciar sesión en tu dispositivo en primer lugar, mientras que aplicaciones como Google Maps y Uber analizan datos basados en la ubicación para trazar rutas, calcular tiempos de viaje y tarifas, y predecir incidentes de tráfico.
Desde anuncios dirigidos hasta compras personalizadas, los algoritmos de inteligencia artificial trabajan para optimizar nuestras experiencias en línea, mientras que las aplicaciones futuras incluirán la instalación de automóviles autónomos y pilotos automáticos de inteligencia artificial.
Los enigmas de la ciencia de datos
Los datos se están recopilando a una velocidad y escala sin precedentes, convirtiéndose en una parte cada vez más importante de la vida moderna. Si bien los datos grandes son un gran negocio, no tienen mucho valor sin un gran conocimiento. Las habilidades necesarias para desarrollar este conocimiento son escasas y la experiencia necesaria para extraer información y valor de los datos actuales es muy demandada.
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