¿Qué es un algoritmo? Definición y ejemplos

Un algoritmo es un procedimiento predefinido que resuelve problemas o tareas paso a paso. Aunque los algoritmos se encuentran en casi todos los ámbitos de la vida cotidiana, son esenciales para la informática y los programas de software. Algunos ejemplos conocidos son el algoritmo de Google, que determina la clasificación de los resultados de las búsquedas, y los algoritmos de las noticias de Facebook o Instagram.

Los algoritmos son secuencias predefinidas y finitas de acciones utilizadas para resolver problemas. En otras palabras, se utilizan para realizar tareas específicas utilizando secuencias fijas de pasos o convirtiendo valores de entrada en valores de salida. Los pasos están predeterminados y se ejecutan en una secuencia. Los algoritmos son independientes de un lenguaje específico y, por tanto, funcionan con y sin máquinas. Sin embargo, los algoritmos no solo se encuentran en las matemáticas y la informática, también están a nuestro alrededor: desde las luces de los semáforos hasta la función de llamada de un ascensor.

Mientras que antes los algoritmos se definían de forma aleatoria, hoy es posible identificar un algoritmo según seis propiedades:

Cada paso de la secuencia de acciones de un algoritmo debe ser eficaz e inequívoco. Esto significa que, para obtener un resultado o valor de salida, cada instrucción debe tener sentido y ser adecuada para su fin.

Las acciones y los pasos individuales deben ser ejecutables y lógicos.

El objetivo de un algoritmo es convertir los datos de entrada en datos de salida. Esto solo es posible si el proceso es finito. Los algoritmos deben tener una forma finita, por ejemplo, mediante un número limitado de caracteres o una memoria limitada.

Los pasos individuales ejecutables, lógicos y finitos deben conducir a un resultado en un tiempo finito. La secuencia debe estar dirigida a un objetivo y no terminar en un bucle sin fin y sin resultado.

Las mismas entradas en las mismas condiciones deben conducir a los mismos resultados. Solo así los algoritmos pueden garantizar que una aplicación y la solución de un problema funcionen de forma fiable.

Los algoritmos solían desempeñar un papel central en los siglos XIX y XX, especialmente en el campo de las matemáticas y la lógica, donde eran temas comunes de debate. Hoy, los algoritmos se encuentran en casi todos los ámbitos de la vida cotidiana. Sin embargo, normalmente no somos conscientes de los algoritmos que hacen posible ciertos usos, como la cinta de la caja registradora del supermercado, nuestros dispositivos de navegación o el mecanismo de clasificación de un motor de búsqueda como Google.

En informática, los algoritmos constituyen la base central de la programación. Cualquiera que quiera aprender a programar se da cuenta rápidamente de que casi todos los programas utilizan algoritmos para realizar una tarea. En pocas palabras, cualquier programa es un algoritmo.

Sin embargo, no todo algoritmo es un programa, porque los algoritmos son independientes de los lenguajes de programación web. De hecho, también pueden formularse en lenguaje “natural”, representarse en fórmulas matemáticas o ejecutarse de forma no mecánica. El origen del término se encuentra en el lenguaje khorezmi, y fue acuñado en el siglo VIII por el pensador y matemático al-Chwarizmi, abreviación de Abu Jah'far Muhammad ibn Musa al-Chwārizmī.

Los algoritmos no se limitan a lenguajes y métodos ni a ámbitos específicos de aplicación. Dado que su utilidad reside en la resolución de problemas, representan un curso de acción y un procedimiento específico que funciona con diferentes variables y secuencias de pasos. Es el caso, por ejemplo, del cálculo de rutas para dispositivos de navegación, los sistemas de recomendación en tiendas online, la publicidad programática para la publicidad online inteligente y en tiempo real, las apps de traducción y las simulaciones por ordenador.

En particular, dentro de los ámbitos del big data y la inteligencia artificial (IA) los algoritmos siguen ganando protagonismo. La digitalización y la presencia de tecnologías inteligentes como los smartphones, los smartwatches y la IA en los coches y el hogar inteligente hacen que los datos aumenten rápidamente.

Esto requiere ordenadores y servidores que tengan la suficiente potencia de cálculo, pero también algoritmos para organizar, evaluar, procesar o aplicar los volúmenes de datos. Los sensores de los vehículos automatizados, que activan las acciones del vehículo basándose en los datos registrados, son un ejemplo de ello. Los algoritmos informáticos matemáticos también desempeñan un papel decisivo en la creación de simulaciones climáticas.

Los motores de búsqueda y pathfinding en informática tampoco podrían existir sin algoritmos. Los llamados web crawlers se utilizan para buscar, analizar e indexar contenidos web. Los rastreadores catalogan e indexan los datos basándose en el algoritmo de un motor de búsqueda. A su vez, la clasificación y la posibilidad de encontrar los resultados de la búsqueda dependen de una catalogación adecuada. Por lo tanto, el algoritmo del motor de búsqueda sirve de orientación para un eficiente Search Engine Optimization.

Cada día aparecen nuevos algoritmos con prácticas opciones de uso. Los siguientes ejemplos ilustran algunos algoritmos existentes en nuestra vida cotidiana.

Google tarda una fracción de segundo en mostrar los resultados de la búsqueda cuando introduces términos de búsqueda o realizas una consulta en la barra de búsqueda. Esto es posible gracias al algoritmo del motor de búsqueda de Google, que ordena los resultados en función de la relevancia, las palabras clave, la estructura de los enlaces, la legibilidad del contenido y la seguridad. Sin embargo, el algoritmo exacto y su funcionamiento detallado siguen siendo un secreto.

Las recetas de cocina sencillas encarnan el principio básico de un algoritmo. Los ingredientes pueden entenderse como entradas que conducen al resultado en una secuencia específica y fija de acciones. Las páginas web de cocina que permiten calcular la cantidad de ingredientes en función de las raciones y el número de personas utilizan algoritmos.

El porcentaje de grasa corporal de una persona puede calcularse mediante el índice de masa corporal. En este caso, el peso corporal se establece en relación con la altura del cuerpo. Las entradas son el peso y la altura de una persona, y la salida es el IMC. El IMC indica si una persona tiene un peso normal, bajo peso, sobrepeso u obesidad.

El llamado circuito integrado de aplicación específica puede entenderse como un algoritmo incorporado al hardware. Son circuitos no variables en el hardware que realizan una función específica. Un ejemplo de ello es un procesador gráfico.

La búsqueda, recopilación, análisis, catalogación e indexación de datos también se denomina data mining. Aquí se utilizan algoritmos, inteligencia artificial y machine learning.

En cryptomining, las transacciones con criptomonedas se documentan, se verifican y se publican en el blockchain. Como parte del proceso, los mineros de criptomonedas resuelven los algoritmos relacionados con las transacciones, similares a los rompecabezas numéricos. Al resolver los rompecabezas se verifican las transacciones.

Una neuronal network es un área del deep learning. Los algoritmos de deep learning se utilizan para simular y reproducir las funciones del cerebro humano. Pueden utilizarse para diversas funciones, como la asistencia lingüística, la traducción, la protección contra ciberataques o la generación de textos.