Algoritmo

O que é um algoritmo?

Um algoritmo é um conjunto de instruções para resolver um problema ou uma classe de problemas. É utilizado para resolver qualquer problema que tenha um número finito de passos possíveis e uma função objetivo a ser maximizada (ou minimizada).

Existem muitos tipos diferentes de algoritmos, mas todos eles seguem a mesma estrutura básica:

Entradas: As entradas são os valores com que começa. Estes podem ser números, cadeias de caracteres ou outras variáveis. Em alguns casos, nem sequer são fornecidos pelo utilizador, mas são gerados automaticamente pelo próprio programa ou lidos da memória ou de ficheiros no computador.

Processamento: Na etapa de processamento, efectua todos os cálculos e toma decisões com base na sua entrada e noutras informações. Pode multiplicar dois números, combinar duas cadeias de caracteres numa nova cadeia de caracteres ou escolher a direção que quer seguir num labirinto, dependendo da direção que ainda não foi tomada.

Saídas: Finalmente, quando tudo tiver sido processado com sucesso e todas as questões possíveis tiverem sido respondidas corretamente pelo fluxograma lógico do seu algoritmo (se for o caso), podemos utilizar estas saídas como parte da nossa próxima entrada para a nossa próxima execução do mesmo processo de resolução de problemas, mais tarde, noutro local da mesma base de código (se necessário).

Um algoritmo é um conjunto de regras que podem ser implementadas num programa de computador para resolver um problema ou uma classe de problemas.

O algoritmo é composto por um número finito de etapas individuais bem definidas. Pode, portanto, ser implementado e executado num programa de computador, mas também pode ser formulado em linguagem humana. Ao resolver um problema, um input específico é convertido num output específico.

A falta de precisão matemática do termo "algoritmo" incomodou muitos matemáticos e lógicos dos séculos XIX e XX, razão pela qual, na primeira metade do século XX, foi desenvolvida toda uma série de abordagens com o objetivo de conduzir a uma definição precisa. O conceito de máquina de Turing de Alan Turing desempenhou um papel central neste domínio. Outras formalizações do conceito de computabilidade incluem as máquinas de registo, o cálculo lambda (Alonzo Church), as funções recursivas, as gramáticas de Chomsky (ver hierarquia de Chomsky) e os algoritmos de Markov.

Foi demonstrado - com a participação significativa do próprio Alan Turing - que todos estes métodos têm o mesmo poder de computação (são igualmente poderosos). Podem ser emulados por uma máquina de Turing e, inversamente, podem emular uma máquina de Turing.

Definição formal: Uma regra de cálculo para resolver um problema só é chamada de algoritmo se existir uma máquina de Turing equivalente a esta regra de cálculo que pára para cada entrada que tenha uma solução.

Um algoritmo é um procedimento passo a passo para resolver um problema ou atingir um objetivo. É normalmente executado por um computador, mas também pode ser utilizado noutros contextos.

Um algoritmo é uma descrição finita de um método de cálculo. O procedimento deve ser finitamente descritível, executável e dinâmico. Os passos do procedimento só podem necessitar de uma quantidade finita de memória num dado momento (finitude dinâmica). O procedimento só pode exigir um número finito de passos (escalonamento). Além disso, o termo algoritmo é frequentemente limitado na prática às seguintes propriedades:

1. O algoritmo deve produzir o mesmo resultado nas mesmas condições (determinismo).
2. A regra seguinte a aplicar no procedimento é claramente definida em qualquer altura (determinismo).
3. Os algoritmos são um dos temas centrais da informática e da matemática. São objeto de algumas áreas especializadas da ciência da computação teórica, da teoria da complexidade e da teoria da computabilidade e, por vezes, é-lhes dedicado um campo separado de algoritmos ou de teoria dos algoritmos. Sob a forma de programas de computador e circuitos electrónicos, os algoritmos controlam computadores e outras máquinas.
4. Um algoritmo é uma descrição abstrata de um processo computacional que recebe valores discretos como entrada e produz valores discretos como saída. O conceito de algoritmo está associado à ideia de que cada método eficaz requer um número finito de passos (ou movimentos), sendo cada passo definido com precisão.

Existem diferentes tipos de algoritmos: Algoritmos de cálculo: São utilizados para encontrar soluções numéricas para problemas matemáticos.
Isto inclui encontrar as raízes ou zeros de funções, resolver sistemas de equações lineares, etc. Algoritmos para a tomada de decisões: são utilizados para descobrir se uma condição é cumprida ou não para determinados dados de entrada (por exemplo, verificar se um determinado número é um número primo).

Algoritmos de pesquisa: São utilizados para encontrar elementos numa lista ou campo que satisfaçam uma determinada propriedade (por exemplo, procurar um elemento numa lista cujo valor seja próximo de zero).

Os algoritmos são uma parte essencial da programação informática, mas também são utilizados noutras áreas. Por exemplo, são utilizados para analisar os mercados bolsistas e detetar fraudes em transacções com cartões de crédito. Os algoritmos podem ser encontrados em muitos sectores e aplicações diferentes.