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Los algoritmos son un conjunto de reglas predefinidas que se deben seguir para resolver un problema, su importancia reside en esa utilidad: ofrecer soluciones a una solicitud concreta.
La relación matemática y de las ciencias de la computación con los algoritmos reside principalmente en que ambas disciplinas los necesitan para resolver problemas. Los programadores se encargan del diseño de algoritmos, que serán ejecutados por un ordenador para producir la solución al problema planteado.
Un algoritmo es un conjunto ordenado de operaciones que conducen a la resolución de un problema concreto, sin ambigüedad, en un tiempo finito. Estas operaciones matemáticas están presentes en operaciones de todo tipo, desde una suma a las acciones que se realizan en Internet.
Aunque se conciba como un concepto complejo, lo cierto es que los algoritmos forman parte del día a día y resuelven cálculos de forma automática, que permiten, por ejemplo, conocer de forma rápida la predicción del tiempo de un lugar concreto.
Claves del diseño de algoritmos
En el diseño de algoritmos hay un objetivo: analizar en detalle y comprender la naturaleza del problema. Esto es primordial para obtener una idea general y certera de lo que realmente hay que hacer o lo que se solicita. Otro punto a tener en cuenta es que los algoritmos son independientes tanto del lenguaje de programación como del ordenador donde se ejecuta.
A la hora de diseñar algoritmos hay que cumplir con una serie de requisitos que son clave para no cometer errores:
- Deben tener un principio y un fin. La finitud es una característica clave de estos procesos matemáticos.
- Deben ser precisos. Los algoritmos deben precisar el orden de realización de cada acción, de forma clara, sin ambigüedades.
- Secuencia clara. Esta sucesión de pasos debe tener un orden inalterable.
- Ser repetibles. Estos procesos se pueden repetir tantas veces como se desea, pero es necesario que devuelvan siempre los mismos resultados frente a la misma solicitud.
¿Cómo se verifica si el algoritmo cumple con los estándares de calidad? Para ello, es necesario que los algoritmos estén compuestos de las siguientes características, complementarias a las anteriormente descritas:
- Validez. El algoritmo diseñado responde exactamente a la solicitud concreta que se ha realizado, es decir, hace lo que se le pide que haga.
- Eficiencia. Debe responder al problema en el menor tiempo posible.
- Optimización. El algoritmo que se ha desarrollado es el mejor para resolver el problema que se desea.
Otra de las claves del algoritmo es que en él se plasman las tres partes de una solución informática:
- Entrada. Conjunto de datos con los que el algoritmo procesa la información.
- Proceso. Cálculos necesarios para llegar a resolver el problema.
- Salida. Es el resultado o resultados finales obtenidos después de procesar los cálculos.
La importancia de los algoritmos radica principalmente en que mediante ellos se puede ofrecer soluciones óptimas al afrontar cualquier tipo de problema procesado mediante un ordenador.
En computación, el desarrollador hace uso de los algoritmos principalmente para realizar tareas de forma eficiente y correcta para posteriormente codificarlo en el lenguaje de programación que en ese momento utilice. Así, los algoritmos son procesos matemáticos muy importantes para el mundo de la informática, ya que permiten agilizar el proceso de la programación al permitir resolver un problema concreto antes de ser codificado.
La base del diseño de algoritmos
Tras conocer en detalle cuáles son las claves para diseñar algoritmos y las características que estos deben contener, se describen a continuación los procesos mediante los cuales se representan los algoritmos:
- Pseudocódigo. Es el lenguaje simplificado para describir algoritmos utilizando frases y palabras clave que indican cuándo empiezan y acaban y los pasos concretos a seguir.
- Diagrama de flujo. Consta de una serie de símbolos estandarizados que representan las acciones que debe cumplimentar un algoritmo. A este diagrama se le unen unas líneas que indican el orden en el cual deben realizarse las operaciones.
Para ser un especialista en el diseño de algoritmos es necesario contar con una licenciatura o Grado en Matemáticas, Estadística, Física, Ciencias Físicas, Químicas y Ciencias Químicas, Ingenierías Técnicas o superiores. A partir de ahí, se puede adquirir más especialización con un Máster en Ingeniería Matemática y Computación, que prepara a los futuros desarrolladores o programadores para aplicar conocimientos avanzados de la computación a través del diseño de algoritmos.
