¿Cómo funciona la tecnología? En informática o programación, el algoritmo es la secuencia de instrucciones mediante la cual podemos resolver un problema o cuestión. Un algoritmo (del latín, dixit algorithmus y este del griego arithmos, que significa «número», quizá también con influencia del nombre del matemático persa Al-Juarismi)​ es un conjunto de instrucciones o reglas definidas y no-ambiguas, ordenadas y finitas que permite, típicamente, solucionar un problema, realizar un cómputo, procesar datos y llevar a cabo otras tareas o actividades.

Los algoritmos son una secuencia de instrucciones que tienen un input (inicio), posteriormente tiene que seguir al pie de la letra todos los pasos de un determinado proceso y llega a lo que es el output (final o resultado). Una herramienta que puede seguir todas las instrucciones que le damos, son las computadoras. 

Diseñar un algoritmo es el arte de convertir las cosas que quisiéramos hacer en una secuencia de instrucciones que una computadora pueda procesar, una programación. Para esto se utiliza lenguajes logísticos con variables, funciones, ciclos, entre otros elementos. Diseñar los algoritmos requiere de mucha creatividad porque se encuentran respuestas para cada problema, las soluciones se pueden replicar infinitas veces.

El libro «Algorithms» escrito por Robert Sedgewick y Kevin Wayne explica que cuando escribimos un programa de computadora, generalmente estamos implementando un método que ha sido ideado previamente para solucionar algún problema. Este método a menudo es independiente del lenguaje de programación particular que se esté utilizando; es probable que sea igualmente apropiado para muchas computadoras y muchos lenguajes de programación. Es el método específico de los pasos que se pueden tomar para resolver el problema. El término algoritmo se utiliza en informática para describir un método finito, determinista y eficaz de resolución de problemas adecuado para su implementación como programa informático. Los algoritmos son materia de la informática: son objetos centrales de estudio en el campo.

Características de los algoritmos

Los algoritmos se caracterizan por ser:

• Definido: Al repetirse “n” veces debe dar un mismo resultado. 
• Preciso: Debe indicar un orden que sigue paso a paso.
• Finito: Tiene que tener un final.

Un algoritmo se define como un procedimiento para resolver un problema en un lenguaje natural, o escribiendo un programa de computadora que implemente el procedimiento. Es importante reconocer que un programa en un idioma en particular es solo una forma de expresar un algoritmo.

Organización, estructura de datos y algoritmos

La mayoría de los algoritmos de interés implican organizar los datos involucrados en el cálculo. Dicha organización conduce a estructuras de datos, que también son objetos centrales de estudio en informática. Los algoritmos y las estructuras de datos van de la mano. Los algoritmos simples pueden dar lugar a estructuras de datos complicadas y, a la inversa, los algoritmos complicados pueden utilizar estructuras de datos simples.

La razón principal para aprender sobre algoritmos es que esta disciplina brinda el potencial de obtener grandes ahorros, incluso hasta el punto de permitir realizar tareas que de otro modo serían imposibles. En una aplicación en la que se están procesando millones de objetos, no es inusual poder hacer que un programa sea millones de veces más rápido utilizando un algoritmo bien diseñado.

Comprender, definir, gestionar la complejidad, realizar subtareas y resolverlo

Al desarrollar un programa informático enorme o complejo, se debe hacer un gran esfuerzo para comprender y definir el problema a resolver, gestionar su complejidad y descomponerlo en subtareas más pequeñas que se pueden implementar fácilmente. A menudo, muchos de los algoritmos necesarios después de la descomposición son triviales de implementar. En la mayoría de los casos, existen algunos algoritmos cuya elección es crítica porque la mayoría de los recursos del sistema se gastarán en ejecutar esos algoritmos.

La oportunidad de reimplementar algoritmos básicos surge con frecuencia. La razón principal para hacerlo es que, con demasiada frecuencia, nos enfrentamos a entornos informáticos (hardware y software) completamente nuevos con nuevas funciones que las implementaciones antiguas pueden no aprovechar al máximo.

Análisis de algoritmos: ¿cómo elegir al mejor algoritmo?

La elección del mejor algoritmo para una tarea en particular puede ser un proceso complicado, que quizás implique un análisis matemático sofisticado. La rama de la informática que comprende el estudio de tales cuestiones se denomina análisis de algoritmos.

Se ha demostrado mediante análisis que muchos de los algoritmos que se estudian tienen un rendimiento teórico excelente; otros simplemente se sabe que funcionan bien a través de la experiencia. El objetivo principal es aprender algoritmos razonables para tareas importantes, pero también se presta especial atención al rendimiento comparativo de los métodos. No se debe usar un algoritmo sin tener una idea de qué recursos podría consumir, por lo que se requiere de esfuerzo por ser conscientes de cómo se espera que funcionen los algoritmos.

Fundamentos

En los principios básicos y la metodología que se usa para implementar, analizar y comparar algoritmos se considera que el modelo de programación Java, abstracción de datos, estructuras de datos básicas, tipos de datos abstractos para colecciones, métodos para analizar el rendimiento del algoritmo y un estudio de caso.

Ordenar algoritmos

Se tiene que reorganizar matrices en el orden que son de fundamental importancia. Se considera una variedad de algoritmos en profundidad considerable, incluido:

• El ordenamiento por inserción.
• El ordenamiento por selección.
• El ordenamiento de shell.
• El ordenamiento rápido.
• El ordenamiento por combinación.
• El ordenamiento por heap.

También se encuentran algoritmos para varios problemas relacionados, incluidas las colas de prioridad, la selección y la combinación.

Los algoritmos de búsqueda

Para encontrar elementos específicos entre grandes colecciones de elementos también son de fundamental importancia. Se analizan los métodos básicos y avanzados de búsqueda, incluidos árboles de búsqueda binarios, árboles de búsqueda equilibrada y hash. Se tiene que observar las relaciones entre estos métodos y comparamos el rendimiento.

Los gráficos

Son conjuntos de objetos y conexiones, posiblemente con pesos y orientación. Los gráficos son modelos útiles para una gran cantidad de problemas difíciles e importantes, y el diseño de algoritmos para procesar gráficos es un campo de estudio importante. Se considera:

• La búsqueda en profundidad.
• La búsqueda en amplitud.
• Los problemas de conectividad.
• Varios algoritmos y aplicaciones, incluidos los algoritmos de Kruskal y Prim para encontrar el árbol de expansión mínima de los algoritmos de Dijkstra y Bellman-Ford para resolver problemas de rutas más cortas.

Cuerdas

Se conceptualiza una variedad de métodos para procesar secuencias de caracteres. Inicia con algoritmos más rápidos para ordenar y buscar cuando las claves son cadenas. Luego se considera la búsqueda de subcadenas, la coincidencia de patrones de expresión regular y los algoritmos de compresión de datos. Una vez más, se ofrece una introducción a temas avanzados mediante el tratamiento de algunos problemas elementales que son importantes por derecho propio.

Algoritmos: Automatización y decisiones

Interactuamos constantemente con algoritmos que facilitan nuestras actividades de diferentes formas como ser reconocer rostros, tomar fotos, construir -y manejar- autos y enviar emails.

Asimismo, los algoritmos llegan a modificar e influir en nuestras decisiones, por ejemplo, un algoritmo te puede recomendar un libro en Amazon, te sugiere una serie en Netflix, entre otros.

Los algoritmos nos ayudan a solucionar problemas a través de la automatización de tareas, asimismo el uso de  algoritmos integrados a aplicaciones operativas pueden acumular datos de distintas fuentes, que van desde patrones de compra hasta búsquedas en Internet y actividad en redes sociales. La programación y los algoritmos son  fundamentales para acelerar el avance tecnológico dentro de las industrias. Vivimos en un mundo computarizado donde la tecnología forma parte fundamental de todo lo que hacemos.