O que são algoritmos e como eles impactam nossas vidas digitais

Imagine um lugar onde as tarefas repetitivas não possuem manual, os livros não são recomendados por ninguém e cada projeção matemática é feita manualmente.

Nesse mundo, qualquer cálculo de juros compostos exige papel e caneta, a previsão do tempo é feita por bola de cristal e a otimização das rotas de trânsito são incrivelmente mais difíceis.

Parece assustador, não é? Bem-vindo ao mundo sem algoritmos, um lugar onde a tecnologia é menos intuitiva e a vida diária é menos personalizada, ou seja, a inovação e a eficiência dão lugar a métodos mais antigos e demorados.

O que é algoritmo?

Um algoritmo é um conjunto específico de instruções lógicas para executar uma tarefa ou resolver um problema. A complexidade dessas instruções varia de acordo com a aplicação e elas são a base para o funcionamento dos programas de computadores, redes sociais e outros sistemas digitais.

Apesar disso, um algoritmo pode ser simples como um conjunto de instruções para montar um móvel ou complexo quanto um código de computador usado para fazer a criptografia de dados ou usado em sistemas de inteligência artificial.

Esses processos podem variar em complexidade e eficiência, e um dos principais campos da ciência da computação é o estudo de como projetar algoritmos melhores e mais eficientes.

O propósito desse conjunto ordenado de instruções é receber uma entrada (ou entradas), realizar alguma operação e, em seguida, produzir uma saída (ou saídas).

Um exemplo simples é a análise de funcionamento de uma rede social.

Na maioria desses ambientes, os algoritmos identificam quais postagens que serão entregues aos usuários (entrada), analisa qual foi a aceitação dos usuários impactados (operação) e repete o processo se necessário (saída).

Nesses casos, plataformas como o Facebook, Instagram e YouTube utilizam informações como o tempo de permanência do usuário e o nível de interação com o conteúdo para entregar novos posts relacionados ao tema.

Um pouco de história sobre o assunto

A história dos algoritmos é longa e começou muito antes da invenção do computador moderno. A palavra "algoritmo" vem de "al-Khwārizmī", o nome de um matemático persa que escreveu extensivamente sobre matemática e astronomia.

Esse pensador e cientista do século IX foi um dos pioneiros no uso de procedimentos “passo a passo” para resolver problemas matemáticos.

Os primeiros algoritmos eram frequentemente utilizados na matemática e na astronomia, como métodos para resolver equações, calcular números primos, ou prever movimentos de corpos celestes.

Com a invenção dos sistemas de numeração posicional, incluindo o sistema decimal que usamos hoje, os algoritmos foram desenvolvidos para realizar operações aritméticas básicas como a adição, subtração, multiplicação e divisão.

No século XIX, com a invenção das primeiras máquinas mecânicas de computação, os algoritmos começaram a ser usados para controlar o funcionamento desses equipamentos.

Já no século XX, com a evolução dos computadores e a criação de datacenters, esses conjuntos ordenados de instruções se tornaram ainda mais importantes.

Alan Turing, um matemático britânico, foi fundamental na teoria dos algoritmos, desenvolvendo o conceito de uma máquina universal que poderia executar qualquer algoritmo.

Nos anos 60 e 70, à medida que a tecnologia da computação avançava, os algoritmos começaram a ser usados em uma ampla gama de aplicações, de bancos de dados e linguagens de programação a gráficos de computador e inteligência artificial.

Hoje, vivemos em uma era dominada por algoritmos. Eles estão por trás de quase todos os aspectos da tecnologia moderna, desde os mecanismos de busca na Internet e as redes sociais até os carros autônomos e a análise de DNA.

Como funciona um algoritmo?

Um algoritmo é uma série de instruções do tipo “passo a passo” destinadas a realizar uma tarefa ou resolver um problema.

Para funcionar, um algoritmo começa recebendo uma instrução de entrada, que é uma espécie de gatilho para disparar o processo e realizar uma tarefa.

Em seguida, ele segue cada passo das instruções, realizando operações nos dados conforme necessário. Cada parte do processo é executado de forma precisa e em numa sequência cronológica específica.

Finalmente, depois de todos os passos serem concluídos, o algoritmo produz uma saída, que é o resultado final da tarefa ou problema que estava resolvendo.

Os algoritmos são a base para a operação de todos os softwares, desde simples programas de processamento de texto até complexos sistemas para movimentação de máquinas virtuais e aplicações que envolvem o aprendizado de máquina.

Quais são os principais componentes de um algoritmo?

Um algoritmo é constituído por uma série de componentes para funcionar. São eles:

Entrada: A entrada são os dados iniciais que o algoritmo irá processar. Dependendo do processo, a entrada pode ser qualquer coisa, desde números e textos até imagens e áudio.

Processamento: O processamento refere-se às operações que o conjunto de instruções executa nos dados de entrada para produzir uma saída desejada.

Isso geralmente envolve uma série de passos, cada um realizando uma operação específica, como adicionar dois números, ordenar uma lista ou procurar um item em um sistema de armazenamento.

Controle de fluxo: O controle de fluxo é a parte das instruções que determina a ordem em que os passos são executados, quais devem ser repetidos e quais são condicionais.

Isso geralmente é controlado por estruturas formadas por instruções sequenciais, loops (que repetem certos passos) e/ou condicionais (que executam certos passos apenas se determinadas condições forem atendidas).

Saída: A saída é o resultado produzido pelo conjunto ordenado de instruções após o processamento dos dados de entrada. Como a entrada, a saída pode ser de vários tipos, dependendo do objetivo de cada algoritmo.

Finalização: A finalização é o ponto em que o algoritmo concluiu seu trabalho e produz uma saída. Em alguns casos, um processo pode ter múltiplos pontos de finalização, dependendo do caminho que tomou através do controle de fluxo.

Quais são as aplicações dessa tecnologia em nosso cotidiano?

Os algoritmos desempenham um papel importante em nossas vidas digitais, facilitando uma série de tarefas e melhorando a eficiência de muitos sistemas.

Eles estão presentes em várias aplicações de nosso cotidiano, principalmente as que envolvem dispositivos eletrônicos como servidores, storages, computadores e smartphones.

Nos aplicativos de navegação, esses algoritmos determinam a rota mais eficiente de um ponto a outro. Nas redes sociais, essas instruções personalizam o que será exibido com base em nossas interações anteriores.

Eles também estão presentes nos motores de busca na internet como o Google, classificando e apresentando os resultados mais relevantes para cada pesquisa.

Nas plataformas de streaming como o NetFlix e Amazon Prime, os algoritmos recomendam filmes e músicas baseados em nossas preferências.

No comércio eletrônico, diversos conjuntos de instrução analisam comportamentos e são usados para prever padrões de compra e personalizar a publicidade.

Bancos e outras instituições financeiras usam os algoritmos em diversas áreas, como auxiliar na detecção de fraudes, monitorar transações suspeitas e identificar possíveis ataques cibernéticos.

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Quais são os principais benefícios dessa tecnologia?

Os algoritmos agregam vários benefícios em diversas áreas e contextos. São eles:

Eficiência: Os algoritmos podem executar tarefas rapidamente e com precisão, muitas vezes de forma mais rápida e eficiente do que seres humanos.

Essa automação ajuda a economizar tempo e recursos, possibilitando que grandes quantidades de dados sejam acessadas em unidades de armazenamento e processadas de maneira eficiente.

Automatização: Um conjunto organizado de instruções permite a automatização de tarefas repetitivas, liberando o tempo para atividades mais complexas e criativas.

Personalização: Vários algoritmos são usados para personalizar a experiência do usuário em plataformas digitais, recomendando conteúdo relevante, produtos ou serviços com base no comportamento e preferências pessoais.

Previsão: Algoritmos, especialmente aqueles usados em aprendizado de máquina e inteligência artificial, podem ser usados para fazer previsões com base na análise de padrões de dados.

Essas análises podem ser úteis em uma variedade de contextos, desde previsões meteorológicas, tendências do mercado financeiro até diagnósticos médicos.

Tomada de decisão: Os algoritmos podem ajudar a tomar decisões informadas ao analisar grandes conjuntos de dados e identificar padrões ou insights que não podem ser facilmente visíveis para os humanos.

Aprendizado: Alguns algoritmos de aprendizado de máquina permitem que os computadores aprendam e melhorem seu desempenho ao longo do tempo com base na experiência, sem a necessidade de uma programação explícita.

Como esses algoritmos influenciam a vida das pessoas?

Apesar de muito úteis, os algoritmos podem influenciar diretamente o comportamento e as decisões das pessoas, especialmente quando usados em plataformas de redes sociais, mecanismos de busca e comércio eletrônico.

Por exemplo, a maioria dos algoritmos de mídia social são projetados para mostrar conteúdo que é mais provável para o engajamento, com base em interações anteriores de cada usuário.

Nesses casos, essas instruções podem criar um efeito chamado “câmara de eco", onde as pessoas estão expostas a opiniões e informações que já concordam total ou parcialmente, reforçando suas crenças.

O problema é que esses algoritmos podem ainda associar propositalmente ao tema leves distorções ou vieses para modificar a linha de raciocínio, influenciando assim novos comportamentos e atitudes.

Esse fenômeno pode ser notado em algoritmos de recomendação nas plataformas de streaming e sites de comércio eletrônico.

Ao sugerir um filme de guerra, uma série de opções do mesmo gênero podem ser associadas e sugeridas, baseadas no comportamento de cada usuário.

Porém, alguns desses algoritmos podem ser propositalmente programados para sugerir temas cada vez mais violentos, expondo assim seus usuários a consumirem conteúdos cada vez mais extremos.

Além disso, os algoritmos também são usados em "nudges" digitais, ou seja, pequenos estímulos projetados para influenciar a tomada de decisão.

Esses estímulos podem ser apenas a superexposição de bens comprados com frequência, lembretes para se exercitar em um aplicativo de fitness até sugestões com base no histórico de pesquisas.

A importância dos algoritmos em nossas vidas

Os algoritmos certamente revolucionaram vários aspectos da nossa vida digital e impactaram profundamente diversas indústrias e atividades econômicas.

Na tecnologia e computação, por exemplo, os algoritmos são absolutamente fundamentais para o funcionamento de aplicações executadas em nossos servidores, TVs e dispositivos móveis.

A automação dos processos simplificou a execução de tarefas, que partem de simples cálculos matemáticos até a atividades complexas como o reconhecimento de imagens, aprendizado de máquina e inteligência artificial.

A Internet também foi profundamente moldada pelos algoritmos. Motores de busca, como o Google, usam algoritmos sofisticados para vasculhar toda a web, classificando e apresentando informações de maneira rápida e relevante.

Apesar de todas as contribuições prestadas, caso os dados usados para otimizar uma aplicação sejam propositalmente enviesados, o algoritmo provavelmente também será danoso a seus usuários.

Empresas como a Cambridge Analytica já demonstraram o poder do mal uso de um algoritmo, determinando o resultado de eleições ao redor do mundo poucos anos atrás.

Esses vieses propositais podem distorcer linhas de raciocínio, influenciar pessoas e causar a consequências que nem sempre são benéficas para a sociedade.

Como consequência, a coleta e o processamento de dados através do uso de algoritmos é a atividade mais importante do momento, pois é capaz de transformar totalmente a sociedade em que vivemos.