Che cos’è un algoritmo? Spiegazione semplice con esempi

Parliamo di una cosa che usi ogni singolo giorno, probabilmente senza nemmeno rendertene conto: gli algoritmi. Sembra una parola uscita da un film di fantascienza, vero? Eppure, sono molto più vicini e “normali” di quanto pensi. Anzi, capire cos’è un algoritmo è un po’ come scoprire il “dietro le quinte” del mondo digitale (e non solo!). Sei pronto a fare questo viaggio? Allaccia le cinture!

Ma quindi, cos’è un algoritmo? Spiegazione semplice, promesso!

Immagina di dover preparare la tua pasta preferita. Cosa fai? Segui una serie di passaggi, giusto?

1. Metti l’acqua nella pentola.
2. Accendi il fuoco.
3. Aspetti che l’acqua bolla.
4. Butti il sale.
5. Butti la pasta.
6. Controlli il tempo di cottura.
7. Scoli la pasta.
8. Condisci.
9. Mangi (la parte migliore!).

Ecco, hai appena eseguito un algoritmo! In parole povere, un algoritmo non è altro che una sequenza finita e ordinata di istruzioni chiare e non ambigue, pensata per risolvere un problema specifico o raggiungere un determinato obiettivo.

Pensa a qualsiasi istruzione passo-passo: le indicazioni stradali del navigatore, le istruzioni di montaggio di un mobile IKEA, persino la routine che segui al mattino per prepararti. Sono tutti esempi di algoritmi nella vita reale!

Le caratteristiche fondamentali di un buon algoritmo sono:

• Finitezza: Deve avere un inizio e una fine, un numero definito di passi. Non può andare avanti all’infinito.
• Chiarezza (Non ambiguità): Ogni istruzione deve essere interpretata in un solo modo. Niente “forse” o “circa”.
• Input: Spesso un algoritmo ha bisogno di dati iniziali per funzionare (es. gli ingredienti per la ricetta, l’indirizzo di destinazione per il navigatore).
• Output: Deve produrre un risultato, una soluzione al problema (es. la pasta cotta, il percorso migliore).
• Efficacia: Ogni passo deve essere concretamente eseguibile in un tempo ragionevole.

Dalla cucina al computer: Algoritmi informatica

Ora che abbiamo capito il concetto base, spostiamoci nel mondo che forse ti incuriosisce di più: l’informatica. Qui gli algoritmi sono il pane quotidiano. I computer, per quanto potenti, sono macchine “stupide” nel senso che fanno esattamente quello che gli diciamo di fare. E come glielo diciamo? Attraverso gli algoritmi, scritti in un linguaggio che loro capiscono: il codice (scritto in linguaggi di programmazione come Python, Java, C++, ecc.).

Gli algoritmi informatica sono il cuore pulsante di ogni software, app, sito web che usi. Decidono cosa vedi nel tuo feed di Instagram, quali risultati ti mostra Google, quale film ti consiglia Netflix, e persino come il tuo computer ordina i file in una cartella.

Facciamo qualche esempio concreto:

1. Algoritmo di Ordinamento: Hai una lista di numeri (o nomi, o file) e vuoi metterli in ordine crescente (o decrescente). Esistono tantissimi algoritmi per farlo (Bubble Sort, Merge Sort, Quick Sort…). Ognuno ha i suoi pro e contro in termini di velocità ed efficienza a seconda della situazione. L’idea di base è sempre la stessa: confrontare elementi e spostarli finché non sono nell’ordine giusto.
2. Algoritmo di Ricerca: Cerchi una parola in un documento enorme o un prodotto su Amazon. L’algoritmo di ricerca (come la ricerca binaria, se i dati sono ordinati) permette di trovare ciò che cerchi molto più velocemente che scorrendo tutto manualmente. Google usa algoritmi incredibilmente complessi (come il famoso PageRank, anche se ora è molto più evoluto) per scandagliare miliardi di pagine web e darti i risultati più pertinenti in una frazione di secondo. Pazzesco, no?
3. Algoritmi dei Social Media: Ti sei mai chiesto perché vedi certi post e non altri su Facebook, Instagram o TikTok? Dietro c’è un algoritmo che analizza tutto quello che fai: i like che metti, i video che guardi fino alla fine, le persone con cui interagisci, gli argomenti che segui. Basandosi su questi dati (l’input!), l’algoritmo cerca di prevedere cosa ti interesserà di più (l’output!) e te lo mostra nel feed. L’obiettivo? Tenerti incollato all’app il più a lungo possibile!
4. Algoritmi di Raccomandazione: Simili ai precedenti, ma focalizzati sul suggerirti nuovi contenuti. Netflix analizza i film che hai visto e apprezzato (e quelli che hai interrotto!) e li confronta con i gusti di milioni di altri utenti per suggerirti cosa guardare dopo. Lo stesso fa Amazon con i prodotti o Spotify con la musica.

Come nasce un algoritmo? Un assaggio di “programmazione”

Creare un algoritmo informatico è un processo logico:

1. Definire il problema: Cosa dobbiamo risolvere esattamente? Più chiara è la definizione, meglio è.
2. Progettare la logica: Quali sono i passi da seguire? Spesso si usano diagrammi di flusso (flowchart) o pseudocodice (una descrizione a parole dell’algoritmo, a metà tra linguaggio umano e codice vero) per visualizzare la sequenza.
3. Scegliere la struttura dati: Come organizzeremo i dati su cui l’algoritmo lavorerà (liste, array, alberi, grafi…)?
4. Scrivere il codice: Tradurre la logica in un linguaggio di programmazione specifico.
5. Testare e Ottimizzare: Verificare che l’algoritmo funzioni correttamente con diversi input e cercare di renderlo più veloce ed efficiente possibile (usando meno memoria o meno tempo di calcolo).

Vediamo un esempio semplicissimo in Python: Vogliamo creare un algoritmo che prenda un numero come input e ci dica se è pari o dispari.

# Definiamo una funzione chiamata 'verifica_pari_dispari' # Prende un 'numero' come input def verifica_pari_dispari(numero):   # L'operatore '%' calcola il resto della divisione.   # Se un numero diviso per 2 ha resto 0, è pari.   if numero % 2 == 0:     # Output se il numero è pari     print(f"Il numero {numero} è pari.")   else:     # Output se il numero non è pari (quindi dispari)     print(f"Il numero {numero} è dispari.") # Ora usiamo la nostra funzione (l'algoritmo) # Diamo l'input 10 verifica_pari_dispari(10) # Diamo l'input 7 verifica_pari_dispari(7) 

Cosa fa questo codice (il nostro algoritmo)?

1. Definisce una serie di istruzioni (chiamata verifica_pari_dispari) che accetta un numero.
2. Controlla (if) se il resto (%) della divisione tra numero e 2 è uguale (==) a 0.
3. Se sì, stampa che è pari.
4. Altrimenti (else), stampa che è dispari.
5. Poi lo “eseguiamo” due volte con input diversi (10 e 7) per vedere l’output.

Questo è un algoritmo spiegazione semplice tradotto in codice! Ovviamente, gli algoritmi reali sono infinitamente più complessi. Per sviluppare app o software complessi, i programmatori non reinventano la ruota ogni volta. Usano librerie e framework, che sono collezioni di codice pre-scritto contenenti algoritmi già pronti per compiti comuni.

Ad esempio, in Python:

• Per l’analisi dei dati e operazioni matematiche complesse si usano librerie come NumPy e Pandas.
• Per il machine learning (algoritmi che imparano dai dati) ci sono Scikit-learn, TensorFlow e PyTorch.
• Per creare interfacce grafiche di app desktop si può usare Tkinter o PyQt.
• Per sviluppare web app ci sono framework come Django o Flask.

Quando si sviluppa un’app mobile (iOS o Android), si usano linguaggi come Swift (per iOS) o Kotlin/Java (per Android) e i loro rispettivi SDK (Software Development Kit) forniti da Apple e Google, che includono tantissimi algoritmi e componenti pronti all’uso per gestire l’interfaccia utente, la rete, i sensori del telefono, ecc.

Curiosità: Da dove viene la parola “Algoritmo”?

Te lo sei chiesto? Non è un termine moderno! Deriva dal nome di un matematico persiano del IX secolo, Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi. Fu uno dei primi a introdurre in Occidente il sistema numerico decimale (quello che usiamo oggi!) e a descrivere procedure passo-passo per risolvere problemi matematici, in particolare equazioni. Il suo nome latinizzato divenne “Algorismus”, da cui “algoritmo”. Forte, eh? Pensare che le basi di ciò che fa girare i nostri smartphone sono state gettate più di mille anni fa!

Perché è importante capirli (anche se non sei un programmatore)?

Viviamo in un mondo sempre più guidato dagli algoritmi. Capire, almeno a grandi linee, come funzionano ci aiuta a:

• Essere utenti più consapevoli: Perché vedo certe notizie e non altre? Perché mi vengono suggeriti certi prodotti? Avere un’idea degli algoritmi sottostanti ci rende meno “passivi” di fronte alla tecnologia.
• Comprendere i trend: L’intelligenza artificiale, il machine learning, i big data… sono tutti campi basati su algoritmi avanzati. Capire le basi ti aiuta a seguire meglio l’evoluzione tecnologica.
• Sviluppare il pensiero logico: La logica “step-by-step” degli algoritmi è un ottimo esercizio mentale applicabile in tanti ambiti della vita, non solo nell’informatica. Aiuta a scomporre problemi complessi in parti più piccole e gestibili.

In conclusione: Il mondo è pieno di ricette!

Insomma, gli algoritmi non sono entità magiche o misteriose. Sono semplicemente delle “ricette” super precise, delle sequenze di istruzioni che permettono a noi (e soprattutto ai computer) di fare cose incredibili: dal preparare una torta al guidarci in una città sconosciuta, dal consigliarci il prossimo libro da leggere all’analizzare enormi quantità di dati per scoprire nuove cure mediche.

La prossima volta che usi il navigatore, scorri il tuo feed social o guardi un suggerimento su Netflix, prova a pensare: quale “ricetta”, quale sequenza di passi logici c’è dietro? Non devi conoscerne i dettagli tecnici, ma già solo porsi la domanda apre un mondo affascinante.

Spero che questa chiacchierata ti abbia chiarito le idee su cos’è un algoritmo e ti abbia magari incuriosito a saperne di più. Il mondo degli algoritmi informatica è vasto e in continua evoluzione, ma le basi, come hai visto, sono più intuitive di quanto sembri. Chissà, magari è l’inizio di una nuova passione! Che ne dici, ti va di provare a pensare a un algoritmo per una tua attività quotidiana?