Algoritmos cuantitativos: concepto, características, ejemplos

¿Qué son los algoritmos cuantitativos?

Los algoritmos cuantitativos son aquellos algoritmos que utilizan operaciones algebraicas y cálculos numéricos específicos para definir un proceso, obteniendo valores concretos. Por ejemplo, el resultado de una resta o una multiplicación.

En las ciencias de la computación, en las matemáticas y otras disciplinas afines, un algoritmo es un conjunto finito y ordenado de instrucciones que permite efectuar una actividad por medio de pasos sucesivos que no generan dudas a quien deba ejecutar estas acciones, llevando a la solución de un determinado problema.

Resulta significativo destacar la importancia de los algoritmos, porque representan un elemento básico para la informática, la robótica y las matemáticas, ya que por medio de ellos se logra ordenar las ideas. Ellos llevan a la ejecución correcta de las actividades y a ideas con un orden, concernientes a cualquier aspecto.

Algunos ejemplos en matemáticas son el algoritmo de la división para calcular el cociente de dos números, el algoritmo de multiplicación para calcular un producto, el método de Gauss para solucionar un sistema de ecuaciones lineales, o el algoritmo de Euclides para obtener el máximo común divisor de dos enteros.

Características de los algoritmos cuantitativos

Muy precisos

Los pasos y las instrucciones que están contenidas en estos algoritmos deben tener mucha precisión, es decir, no deben dejar ningún tipo de margen para que exista alguna ambigüedad, ya que las operaciones matemáticas no lo admiten. Además, al ser precisos permiten que el usuario se pueda ceñir a una guía concreta.

Definidos

Los algoritmos cuantitativos deben estar definidos a la perfección, es decir, se los debe poder seguir todas las veces que sea necesario, cada vez obteniendo sin lugar a dudas el mismo resultado deseado.

En caso contrario, el algoritmo como tal no será confiable, por lo cual no podrá servir como una guía para la correcta toma de decisiones.

Independientes y autónomos

Para realizar cualquier programa de computación resulta conveniente diseñar o definir previamente el algoritmo. Sin embargo, los algoritmos cuantitativos son totalmente independientes y autónomos de los lenguajes de programación.

Para cualquier problema que se quiera solucionar, se podrá escribir el algoritmo para ejecutarlo luego en cualquier lenguaje de programación, al igual que se podrá ejecutar en distintos computadores.

Se requiere conocimiento

Estos algoritmos suelen requerir cierto conocimiento numérico previo, principalmente técnico, porque los algoritmos cuantitativos se enuncian a menudo en un lenguaje que se adapta a cada caso en cuestión, excepto los más sencillos y cotidianos.

Por otra parte, tener una confianza absoluta en algún método lógico para solucionar los problemas numéricos podría hacer que se obvien soluciones que sean creativas y con mayores innovaciones, aunque pudieran ser impredecibles.

Partes de un algoritmo

Todo algoritmo cuenta con tres partes bien diferenciadas: entrada, proceso y salida. Esto permite que el proceso tenga un ordenamiento secuencial, lo cual disminuye en gran medida la gama de posibles errores, ayudando a solucionar más fácil y más rápido los problemas que se planteen.

• Entrada: corresponde a las instrucciones iniciales que dan pie al algoritmo, en el cual se toman los datos iniciales y se motiva a que se lea. Se le puede llamar también punto de partida, inicio o cabecera.
• Proceso: se refiere a las elaboraciones cuantitativas que el algoritmo ofrece puntualmente. Es el cuerpo correspondiente donde se realiza la formulación de las instrucciones. Se le puede llamar también secuencia de declaraciones.
• Salida: finalmente, se encuentran las instrucciones puntuales que el algoritmo dictamina para mostrar sus resultados, es decir, sus resoluciones o comandos. Se le puede llamar también fin o pie.

Pasos a seguir para elaborar un algoritmo cuantitativo

Todos estos pasos poseen la misma importancia. Si se deja de analizar alguno de ellos se tendrán problemas durante el desarrollo del algoritmo.

1. Primer paso

Definir qué comparaciones y/o cálculos numéricos son necesarios para poder alcanzar el resultado final:

• Todas las comparaciones y cálculos numéricos intermedios.
• Todas las comparaciones y cálculos numéricos finales.

2. Segundo paso

Tomar en consideración todos los tipos de restricciones y condiciones para poder llegar a la solución del problema.

Diferencias con algoritmo cualitativo

Exactitud

Los algoritmos cuantitativos son bastante precisos, ya que las instrucciones que se deben dar para efectuar los correspondientes cálculos numéricos deben ser bastante exactos para poder obtener el resultado deseado, tal como se caracteriza el lenguaje matemático.

Por otro lado, los algoritmos cualitativos tienen más propensión a que hayan obviado algún paso o a que puedan ser malinterpretados por el lector, debido a que el lenguaje narrativo con que se indican las instrucciones puede tener ciertas imprecisiones intrínsecas.

Pasos o instrucciones

Los algoritmos son cuantitativos cuando tienen instrucciones o pasos que involucran cualquier tipo de cómputo numérico. Por ejemplo, el algoritmo para resolver el área de un triángulo, para solucionar el factorial de un número natural o para calcular el promedio de unos datos.

Por otro lado, los algoritmos son cualitativos cuando en sus instrucciones o pasos no se tienen involucrados cálculos numéricos. Ejemplos: las instrucciones para realizar una receta de cocina, para realizar una actividad física o para ensamblar un aparato que viene desarmado de fábrica.

Ejemplos de algoritmos cuantitativos

Realizar las cuatro operaciones aritméticas básicas entre dos números enteros

1. Inicio.
2. Declarar (Número1, Número2, suma, resta, producto): número entero.
3. Declarar (división): número real.
4. Ingresar los valores de los números (N1, N2).
5. suma= Número1 + Número2.
6. resta= Número1 – Número2.
7. producto= Número1 * Número2.
8. división= Número1 / Número2.
9. Mostrar (suma, resta, producto, división).
10. Fin.

Obtener el área de un triángulo

1. Inicio.
2. Declarar (base, altura, área_triángulo): números reales.
3. Ingresar valores del triángulo (base, altura).
4. área_triángulo= (base * altura) / 2.
5. Mostrar (área_triángulo).
6. Fin.

Ingresar una edad y obtener como resultado el año de nacimiento

1. Inicio.
2. Declarar (edad, año_actual, año_nacimiento): números naturales.
3. Ingresar valor de (edad).
4. Ingresar valor de (año_actual).
5. año_nacimiento = año_actual – edad.
6. Mostrar (año_nacimiento).
7. Fin.

Obtener el promedio de tres números naturales

1. Inicio.
2. Declarar (número1, número2, número3, sumar, promediar): números naturales.
3. Ingresar los valores de (número1, número2, número3).
4. sumar= número1 + número2 + número3.
5. promediar= sumar / 3.
6. Mostrar (sumar, promediar).
7. Fin.

Calcular la suma y el producto de cinco números enteros

1. Inicio.
2. Declarar (número1, número2, número3, número4, número5, suma, producto): números enteros.
3. Ingresar los valores de (número1, número2, número3, número4, número5).
4. suma= número1 + número2 + número3 + número4 + número5.
5. producto= número1 * número2 * número3 * número4 * número5.
6. Mostrar (suma, producto).
7. Fin.