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Cómo funcionan los algoritmos en el mundo en el que vivimos

Cómo funcionan los algoritmos en el mundo en el que vivimos

Este es el primer artículo de una serie de siete partes sobre algoritmos y computación, que explora cómo usamos números binarios simples para impulsar nuestro mundo.

Si tenía la edad suficiente para experimentar la primera ola de computadoras personales en la década de 1980, probablemente haya vivido la revolución más significativa en la tecnología humana desde la invención de la rueda. El poder computacional en el teléfono inteligente más barato producido en masa es exponencialmente más poderoso que cualquier cosa que existiera en los primeros días de la informática. El software que impulsó la misión Apolo que llevó a un hombre a la luna era tan sofisticado como lo es hoy una aplicación en su teléfono. Todo ello impulsado por algoritmos que aprovechan el increíble poder de los procesadores modernos para lograr lo aparentemente imposible.

¿Qué son los problemas?

Primero, ¿qué queremos decir cuando usamos el término problema? En informática, un problema es una tarea que cuando se resuelve produce el resultado deseado. Esto es matemático, ya que el problema es la barrera entre su posición o estado actual y la posición o estado en el que desea estar. La barrera entre usted y su destino es el problema. Lo que necesita ahora es una puerta que convierta un problema en un proceso que termine estando en la posición o estado deseado.

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Todos sabemos que las computadoras son esencialmente calculadoras, que suman, restan y manipulan 1 s y 0 s para hacer de todo, desde procesar documentos de texto hasta transmitir Game of Thrones. Es un intrincado ballet entre su procesador, software, el hardware de su computadora y los diversos dispositivos de entrada que crean un toma y daca que lo produce todo. En esencia, sin embargo, todo lo que hacen las computadoras gira en torno a la simple tarea de resolver un problema mediante la construcción de puentes entre su estado y el deseado.

¿Cuál es el producto de 6 y 13? ¿Cuál es el suma de todos los números entre 120 y 226? Cuál es el recordatorio producido por el división de 14738 por 19? Todos estos son problemas y son los componentes básicos de nuestros videojuegos, nuestro software de productividad y nuestro entretenimiento en streaming. Las respuestas a estos problemas se combinan con otras soluciones similares a otros problemas que luego pasan a resolver problemas aún más grandes y complicados.

El problema de producir los horarios para los empleados de una empresa cada semana con el menor costo de mano de obra posible, encontrar la ruta más corta a nuestro destino desde donde estemos en un momento dado, o cualquier otra tarea que realicen las computadoras que ahora damos por sentado son todos compuestos en última instancia por estos subproblemas más pequeños cuyas soluciones se suman a la solución más grande del problema más grande que enfrentamos.

Todo es impulsado por resolver problemas matemáticos y lógicos, y esas soluciones, las puertas en las barreras matemáticas o lógicas, son producidas por algo llamado un algoritmo.

¿Qué es un algoritmo?

El termino algoritmo ha sido muy mal utilizado en los últimos años, por lo que es importante aclarar lo que significa. Un algoritmo es una serie de pasos que se toman para resolver un problema específico y discreto. La búsqueda de Google funciona con algoritmo, pero solo en la forma en que una muñeca Matryoshka es una muñeca. La búsqueda de Google en realidad funciona con un algoritmo encima de docenas de algoritmos encima de docenas de otros algoritmos, todo resolviendo un subproblema específico del problema más grande y trabajando juntos en un solo proceso o programa para devolver los resultados de búsqueda de una consulta.

Newsfeed de Facebook, Instagram, YouTube, Call of Duty, todos se construyen a partir de algoritmos resolviendo problemas entre nosotros para producir la funcionalidad que deseamos.

Digamos que desea encontrar la suma de todos los números entre los números metro y norte. Podrías crear un número llamado resultado, ponlo igual a 0y simplemente agregue metro a eso, entonces m + 1, luego m + 2 y así sucesivamente hasta que agregue n sí mismo, dejando la suma de todos los números en resultado. Esta serie de pasos es la algoritmo. No muy eficiente uno, pero lo guardaremos para un artículo posterior.

Algoritmos trabajar programáticamente, instrucción por instrucción, construyendo la puerta precisamente como la computadora misma debería construirla y permitiéndonos pasar a través de nuestra estado actual para nuestro deseado. Son una respuesta a la pregunta: como soluciono esta problema especifico? y las respuestas a esa pregunta en cada programa de computadora jamás creado son lo que impulsa gran parte de nuestro mundo moderno.

Cómo funcionan los algoritmos para hacer las cosas

Google comenzó como una respuesta a un problema: ¿cómo debemos clasificar y enumerar los resultados que se obtienen al hacer coincidir un término de consulta con las entradas en el índice de nuestra página web? El índice de páginas web de Google podría tener millones de páginas coincidentes para un término de consulta, por lo que era necesario imponer algún orden. La lista de páginas no clasificadas era el estado inicial de Google, y querían una lista de páginas clasificadas de modo que las páginas con mayor autoridad obtuvieran la clasificación más alta y, por lo tanto, aparecieran primero en la lista, mientras que las menos autorizadas se clasificaran más bajas y, por lo tanto, fueran empujadas al final.

El problema que Google necesitaba resolver entonces era, ¿cómo se clasifica una página web?

los algoritmo que Larry Page y Sergei Brin desarrollaron a mediados de los 90 se llama Rango de páginay sirvió como el motor que impulsó la búsqueda de Google durante los primeros años de la empresa. Google pronto superó a todos los demás motores de búsqueda en Internet, incluidos varios que tenían algunos años de ventaja en ellos, finalmente dominando a su competencia y haciendo que Page y Brin fueran increíblemente ricos mientras ayudaban a convertir Google en un verbo.

Mencionamos antes que el motor de búsqueda de Google es un algoritmo, pero también es mucho más que eso. Esto se debe a que la Búsqueda de Google se ha vuelto mucho más sofisticada a lo largo de los años en lugar de depender únicamente de Rango de página; Rango de páginaahora está recibiendo mucha más ayuda de la que tenía en el principios de la década de 2000 desde docenas, incluso cientos, de algoritmos adicionales para generar los mejores resultados posibles.

Técnicamente, podría diseñar un solo algoritmo que ejecute todo lo que la Búsqueda de Google se ha convertido en toda su complejidad, pero sería un lío ineficaz y difícil de manejar. En cambio, la Búsqueda de Google es una colección de algoritmos que resuelven problemas distintos y pasan las soluciones a esos problemas a otros algoritmos que los necesitan. Antes, escribimos un algoritmo básico para la suma de todos los números entre metro y norte. Eso está muy bien, pero podría usar ese algoritmo para ayudarlo a calcular un promedio también, simplemente tome el resultado de ese algoritmo y dividir el resultado por la diferencia de m - n (después de comprobar eso m - n no es cero, por supuesto).

De esta manera, los algoritmos se convierten en bloques de construcción computacionales que pueden resolver problemas cada vez más grandes trabajando juntos. Permite a SpaceX acoplar automáticamente la cápsula Dragon Crew con la Estación Espacial Internacional y ayudó a resolver el problema de cómo unir petabytes de datos y localizar, aislar y recuperar la primera imagen del horizonte de sucesos de un agujero negro supermasivo.

Trabajando juntos, incluso los algoritmos simples pueden lograr cosas asombrosas, pero algunos algoritmos son especiales y merecen reconocimiento por derecho propio como verdaderamente innovadores, ayudando a impulsar una gran cantidad de nuevas tecnologías durante décadas después de su primera publicación.

La segunda parte de nuestra serie sobre algoritmos y computación, 7 algoritmos esenciales que hacen funcionar el mundo, se puede encontrar aquí.


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