Inicio › UD3 › 3.4 Algoritmos3.4 Algoritmos3.4 Algorithmes3.4 الخوارزميات
3.4 · O razoamento: algoritmos e resolución de problemas
Que aprenderás: que é un algoritmo, e cal é a diferenza —que é grande— entre un algoritmo que resolve un problema e un algoritmo que aprende un modelo a partir de datos.

En detalle
Toda a informática clásica funciona con algoritmos de resolución. Ti sabes o que hai que facer, escríbelo paso a paso e a máquina execútao millóns de veces sen cansar. Se o resultado está mal, é que a receita está mal: vas ao código e arránxalo.
A aprendizaxe automática cambia o sitio onde están as regras. Fíxate na diferenza co exemplo do micro:bit que vas usar en 3.5:
Esa é a troca de verdade: gañas en capacidade e perdes en transparencia. Un algoritmo de resolución sempre podes lelo. Un modelo aprendido, non; só podes medilo. E por iso a unidade remata medindo, non opinando.
Un apuntamento importante: o algoritmo de aprendizaxe tamén é un algoritmo de resolución. Alguén escribiu, paso a paso, como buscar eses patróns. O que non escribiu foi o resultado.
Clasifica cada tarefa en «escríbense as regras» ou «as regras saen dos datos», e engade nunha liña por que.
- Ordenar alfabeticamente a lista da clase.
- Decidir se unha foto ten un gato.
- Calcular a media das túas notas.
- Recoñecer a túa voz entre a de toda a familia.
- Buscar o camiño máis curto entre dúas paradas de bus.
- Predicir se vai chover mañá.
- Comprobar se un DNI está ben escrito.
- Suxerir o seguinte vídeo que che vai gustar.
Peche: hai algunha das oito que se poida facer das dúas maneiras? Cal escollerías ti e por que?
Recupera a árbore de decisión que fixeches en 3.3 e o caso raro que a rompía.
- A túa árbore, é un algoritmo de resolución ou de aprendizaxe? Por que?
- Cantas ramas novas farían falta para que o caso raro deixase de romperla? E cantas para os cinco casos raros seguintes?
- Se en vez de escribir as ramas ti, lle deses ao ordenador 200 exemplos xa clasificados e el buscase as preguntas só, que gañarías e que perderías?
Esa terceira pregunta é exactamente o que vas facer na tarefa do micro:bit. Non hai que respondela ben agora: hai que quedar coa pregunta.
3.4 · El razonamiento: algoritmos y resolución de problemas
Qué aprenderás: qué es un algoritmo y cuál es la diferencia —que es grande— entre un algoritmo que resuelve un problema y uno que aprende un modelo a partir de datos.

En detalle
Toda la informática clásica funciona con algoritmos de resolución. Tú sabes lo que hay que hacer, lo escribes paso a paso y la máquina lo ejecuta millones de veces sin cansarse. Si el resultado está mal, es que la receta está mal: vas al código y lo arreglas.
El aprendizaje automático cambia el sitio donde están las reglas. Fíjate en la diferencia con el ejemplo del micro:bit que vas a usar en 3.5:
Ese es el intercambio de verdad: ganas en capacidad y pierdes en transparencia. Un algoritmo de resolución siempre puedes leerlo. Un modelo aprendido, no; solo puedes medirlo. Y por eso la unidad termina midiendo, no opinando.
Un apunte importante: el algoritmo de aprendizaje también es un algoritmo de resolución. Alguien escribió, paso a paso, cómo buscar esos patrones. Lo que no escribió fue el resultado.
Clasifica cada tarea en «se escriben las reglas» o «las reglas salen de los datos», y añade en una línea por qué.
- Ordenar alfabéticamente la lista de clase.
- Decidir si una foto tiene un gato.
- Calcular la media de tus notas.
- Reconocer tu voz entre la de toda la familia.
- Buscar el camino más corto entre dos paradas.
- Predecir si lloverá mañana.
- Comprobar si un DNI está bien escrito.
- Sugerir el siguiente vídeo que te va a gustar.
Cierre: ¿alguna de las ocho se puede hacer de las dos maneras? ¿Cuál elegirías y por qué?
Recupera el árbol de 3.3 y el caso raro que lo rompía.
- ¿Tu árbol es un algoritmo de resolución o de aprendizaje? ¿Por qué?
- ¿Cuántas ramas nuevas harían falta para el caso raro? ¿Y para los cinco siguientes?
- Si en vez de escribir las ramas le dieras al ordenador 200 ejemplos ya clasificados y él buscara las preguntas solo, ¿qué ganarías y qué perderías?
Esa tercera pregunta es exactamente lo que vas a hacer con el micro:bit. No hay que responderla bien ahora: hay que quedarse con la pregunta.
3.4 · Le raisonnement : algorithmes et résolution de problèmes
Ce que tu vas apprendre : ce qu'est un algorithme, et quelle est la différence — elle est grande — entre un algorithme qui résout un problème et un algorithme qui apprend un modèle à partir de données.

En détail
Toute l'informatique classique fonctionne avec des algorithmes de résolution. Tu sais ce qu'il faut faire, tu l'écris pas à pas et la machine l'exécute des millions de fois sans se fatiguer. Si le résultat est mauvais, c'est que la recette est mauvaise : tu vas au code et tu le corriges.
L'apprentissage automatique change l'endroit où se trouvent les règles. Regarde la différence avec l'exemple du micro:bit que tu vas utiliser en 3.5 :
Voilà le vrai échange : tu gagnes en capacité et tu perds en transparence. Un algorithme de résolution, tu peux toujours le lire. Un modèle appris, non ; tu peux seulement le mesurer. Et c'est pour cela que l'unité se termine en mesurant, pas en donnant un avis.
Une remarque importante : l'algorithme d'apprentissage est lui aussi un algorithme de résolution. Quelqu'un a écrit, pas à pas, comment chercher ces motifs. Ce qu'il n'a pas écrit, c'est le résultat.
Classe chaque tâche en « on écrit les règles » ou « les règles sortent des données », et ajoute en une ligne pourquoi.
- Trier par ordre alphabétique la liste de la classe.
- Décider si une photo contient un chat.
- Calculer la moyenne de tes notes.
- Reconnaître ta voix parmi celles de toute la famille.
- Chercher le chemin le plus court entre deux arrêts de bus.
- Prédire s'il va pleuvoir demain.
- Vérifier si un numéro de pièce d'identité est bien écrit.
- Suggérer la vidéo suivante qui va te plaire.
Clôture : y en a-t-il une parmi les huit que l'on puisse faire des deux manières ? Laquelle choisirais-tu, toi, et pourquoi ?
Reprends l'arbre de décision que tu as fait en 3.3 et le cas rare qui le cassait.
- Ton arbre, est-il un algorithme de résolution ou d'apprentissage ? Pourquoi ?
- Combien de nouvelles branches faudrait-il pour que le cas rare cesse de le casser ? Et combien pour les cinq cas rares suivants ?
- Si, au lieu d'écrire les branches toi-même, tu donnais à l'ordinateur 200 exemples déjà classés et qu'il cherchait les questions tout seul, que gagnerais-tu et que perdrais-tu ?
Cette troisième question est exactement ce que tu vas faire dans la tâche du micro:bit. Il ne faut pas y répondre correctement maintenant : il faut garder la question.
3.4 · الاستدلال: الخوارزميات وحلّ المشكلات
ما ستتعلّمه: ما الخوارزمية، وما الفرق — وهو كبير — بين خوارزمية تحلّ مشكلة وخوارزمية تتعلّم نموذجًا انطلاقًا من البيانات.

بالتفصيل
تعمل المعلوماتية الكلاسيكية كلها بـخوارزميات الحلّ. أنت تعرف ما ينبغي فعله، فتكتبه خطوة بخطوة، والآلة تنفّذه ملايين المرات دون تعب. وإن جاءت النتيجة خاطئة فالوصفة خاطئة: تذهب إلى الشيفرة وتصلحها.
التعلّم الآلي يغيّر الموضع الذي توجد فيه القواعد. انتبه إلى الفرق من خلال مثال micro:bit الذي ستستعمله في 3.5:
تلك هي المقايضة الحقيقية: تكسب في القدرة وتخسر في الشفافية. خوارزمية الحلّ تستطيع دائمًا قراءتها. أمّا النموذج المتعلَّم فلا؛ لا تستطيع إلا قياسه. ولهذا تنتهي الوحدة بالقياس لا بإبداء الرأي.
ملاحظة مهمّة: خوارزمية التعلّم هي أيضًا خوارزمية حلّ. فقد كتب أحدهم، خطوة بخطوة، كيف يبحث عن تلك الأنماط. لكنه لم يكتب النتيجة.
صنّف كل مهمّة إلى «تُكتب القواعد» أو «القواعد تخرج من البيانات»، وأضف سطرًا يبرّر.
- ترتيب قائمة الصف ترتيبًا أبجديًا.
- تحديد ما إذا كانت صورة فيها قطّة.
- حساب معدّل درجاتك.
- تمييز صوتك بين أصوات العائلة كلّها.
- البحث عن أقصر طريق بين موقفَي حافلة.
- التنبّؤ بما إذا كانت السماء ستمطر غدًا.
- التحقّق من أن رقم الهوية مكتوب كتابة صحيحة.
- اقتراح الفيديو التالي الذي سيعجبك.
الخاتمة: هل من بين المهامّ الثماني مهمّة يمكن إنجازها بـالطريقتين؟ أيّهما تختار أنت ولماذا؟
استعد شجرة القرار التي صنعتها في 3.3 والحالة النادرة التي كانت تكسرها.
- شجرتك: هل هي خوارزمية حلّ أم خوارزمية تعلّم؟ ولماذا؟
- كم فرعًا جديدًا يلزم حتى تكفّ الحالة النادرة عن كسرها؟ وكم يلزم للحالات النادرة الخمس التالية؟
- لو أنك، بدل أن تكتب الفروع بنفسك، أعطيت الحاسوب 200 مثال مصنَّف مسبقًا وبحث هو عن الأسئلة وحده، فماذا تكسب وماذا تخسر؟
هذا السؤال الثالث هو بالضبط ما ستفعله في مهمّة micro:bit. لا يلزم الإجابة عنه إجابة صحيحة الآن: يلزم الاحتفاظ بالسؤال.