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¿Cómo se utilizan las matemáticas en la informática?

En el fondo, los ordenadores son máquinas de calcular. Piensa en la palabra "ordenador": algo que computa. Incluso si usas tu portátil para enviar correos electrónicos con más frecuencia que para hacer el balance de tu cuenta bancaria, dentro de la máquina hay matemáticas. 

Si aspiras a una carrera en informática, quizá te preguntes cuántas matemáticas necesitas saber para tener éxito. La respuesta depende de lo que quieras hacer con tu carrera de informática y de lo avanzado que quieras estar.

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¿Necesitas las matemáticas en la informática?

Dado que las matemáticas son una parte fundamental de los sistemas informáticos, todo programador e informático necesita tener conocimientos matemáticos básicos. El tipo y el nivel de matemáticas que necesitas depende de las áreas de la informática en las que quieras trabajar. 

Algunas carreras de informática sólo requieren unos conocimientos matemáticos mínimos. Por ejemplo, siempre que conozcas lenguajes de programación básicos y sepas hacer aritmética sencilla, podrás desarrollar aplicaciones móviles básicas.

Pero si quieres ir más allá en tu carrera de informática, quizás explorando campos avanzados como la seguridad informática o los sistemas operativos, necesitarás entender algunos conceptos matemáticos de nivel superior. Nadie espera que los informáticos sean matemáticos, pero el estudio de las matemáticas a nivel de instituto y universidad puede abrirte puertas.

layer "[En la educación de la informática] se aprende más sobre estructuras de datos y algoritmos. Ese es el núcleo, la parte matemática de la informática."

"[En la educación de la informática] se aprende más sobre estructuras de datos y algoritmos", dijo David Joyner, doctor y director ejecutivo de educación en línea para el Colegio de Computación del Instituto de Tecnología de Georgia e instructor del programa de Certificación Profesional de Introducción a la Programación en Python de edX.

"Ese es el núcleo, la parte matemática de la informática. Son muy, muy importantes porque te dan un conocimiento más profundo de lo que realmente es desarrollar con ordenadores."

profundiza en el tema

Las matemáticas son fundamentales para la informática, pero la afinidad con las matemáticas no es un requisito previo para tener éxito en este campo. Por ejemplo, el último curso del programa de Python del que Joyner es instructor, Computing in Python IV: Objects & Algorithms, cubre la programación orientada a objetos, un paradigma popular que Joyner compara con la filosofía. "La programación orientada a objetos responde a mi deseo general de concientizar a la gente de que las ciencias de la computación no son sólo para los que eran muy buenos en matemáticas en el colegio. Es un área de la programación que tiene una conjunción sorprendentemente profunda con la filosofía", dijo Joyner. "Creo que eso es algo que la gente suele subestimar sobre las carreras de informática, es que son áreas muy creativas".

¿Qué tipo de matemáticas se utilizan en la informática?

Los informáticos utilizan todo tipo de matemáticas. Los que trabajan con algoritmos avanzados y matrices, como los que intervienen en el reconocimiento de imágenes para el diagnóstico médico, necesitan entender conceptos de alto nivel como las ecuaciones diferenciales.

Pero para los aspirantes y los profesionales de primer año, es más importante dominar la teoría de los números y las ecuaciones básicas. Aquí tienes algunos temas para explorar.

Conteo binario y hexadecimal

El sistema numérico binario utiliza sólo dos dígitos, 0 y 1, para expresar todos los conceptos matemáticos. Los ordenadores utilizan el sistema binario en lugar del sistema decimal, más común, por lo que los informáticos deben saber cómo funciona.

Los ordenadores pueden leer en binario, pero puede ser incómodo para los humanos. Como alternativa, la programación informática ha recurrido a un sistema llamado hexadecimal, que utiliza los nueve dígitos decimales y las letras de la A a la F. Tiene más sentido para los humanos y se convierte electrónicamente en binario.

No dejes que el desconocimiento de estos lenguajes te asuste. Los programas de informática suelen abarcarlos desde el principio, así que puedes empezar a practicarlo enseguida.

Matemáticas discretas

La matemática discreta es una matemática tangible. Analiza la relación entre cosas distintas y separadas. Los conceptos de las matemáticas discretas incluyen:

  • Probabilidad
  • Combinación de datos
  • Lógica
  • Teoría de los números
  • Teoría de grafos

Los procesos de resolución de problemas de las matemáticas discretas son la base de la ingeniería informática moderna. Impulsan tanto disciplinas sencillas como complejas, como:

  • Arquitectura informática 
  • Programación funcional
  • Sistemas distribuidos
  • Aprendizaje automático e inteligencia artificial

Como profesional de la informática, podrías utilizar las matemáticas discretas para probar múltiples algoritmos y saber cuál es el más eficiente. Mientras tanto, el pensamiento lógico que desarrolles como estudiante de matemáticas discretas te ayudará a abordar las tareas de programación y desarrollo de forma más metódica.

Estadísticas

Los datos se han convertido en un aspecto cada vez más importante de la informática científica en los últimos años, desde el aprendizaje automático hasta el rendimiento personalizado de las aplicaciones. Esta mayor dependencia de los datos ha hecho que la estadística sea un tema de estudio importante para todos los estudiantes de informática.

La estadística permite a los programas informáticos ofrecer generalizaciones y predicciones precisas basadas en la información disponible. Entender la estadística puede facilitar la comprensión de conceptos como:

  • Minería de datos
  • Aprendizaje automático
  • Futura modelización
  • Reconocimiento de voz
  • Capacidad de respuesta del usuario
  • Análisis de infografía

Cuanto más aprendas sobre estadística, más experto serás en la gestión y el uso de estructuras de datos complejas. Esto te permitirá escribir algoritmos más avanzados y llevar al límite la personalización del software.

Álgebra lineal

La informática y la ingeniería de software se basan en algoritmos. Un algoritmo es una fórmula que lleva de una entrada específica a la salida correcta. Si esto te suena, puede que te recuerde al álgebra de la escuela secundaria o del instituto.

El álgebra incluye conceptos como:

  • Exponentes
  • Polinómicos
  • Ecuaciones lineales
  • Ecuaciones cuadráticas

Cada uno de estos conceptos tiene aplicaciones informáticas en el mundo real. Entender las relaciones exponenciales puede ayudarte a adaptar las imágenes para que sean atractivas. Resolver ecuaciones lineales ayuda a analizar algoritmos porque permite detectar imprecisiones.

Puedes desenvolverte en el desarrollo de software sin saber mucho álgebra, pero aprenderla puede ayudarte a alcanzar otras oportunidades.

Cálculo

Si planeas obtener un grado de informática, probablemente tomarás un curso de cálculo en algún momento. 

Hay dos tipos diferentes de cálculo: el cálculo integral y el cálculo diferencial. Juntas, estas disciplinas te ayudan a calcular la tasa de cambio, que es un ingrediente importante en muchos algoritmos y programas.

Las ecuaciones diferenciales son especialmente importantes. Una ecuación diferencial calcula cómo cambia algo y a qué velocidad lo hace, para que un ordenador pueda predecir los resultados futuros. Esto ayuda a:

  • Diseño de simulaciones
  • Mejora de los programas de resolución de problemas
  • Creación de algoritmos eficaces
  • Elaboración de gráficos precisos

La palabra "cálculo" asusta a algunos estudiantes de informática, pero es mucho menos intimidante de lo que la mayoría piensa. La clave está en encontrar un curso que te lleve por lo que necesitas saber para trabajar en tu campo.

Matemáticas e Informática: ¿Qué necesitas para empezar?

Cuantas más matemáticas estudies, más profunda será tu comprensión de la informática. Pero, ¿significa eso que tienes que convertirte en matemático antes de empezar tus estudios de informática?

¡No!

Los profesores de informática de hoy en día saben que todo el mundo tiene una formación diferente. Incorporan el aprendizaje de las matemáticas a su plan de estudios para que los estudiantes tengan las mejores oportunidades de éxito.

¿Sabías que?

layer Si tomas un curso de informática de edX, encontrarás conceptos matemáticos y prácticas incorporadas a tu aprendizaje. Por ejemplo, el curso Computing in Python I de Georgia Tech incluye unidades curriculares sobre variables y operadores matemáticos, centrándose específicamente en cómo funcionan estas habilidades en la computación.

Puedes iniciarte en la informática sólo con los conocimientos de matemáticas que tienes ahora, o puedes hacer un curso para repasar lo que sabes y ganar más confianza.

Cómo empezar: Explorando las matemáticas con edX

Todos los profesionales de la informática necesitan al menos algunos conocimientos de matemáticas. Los cursos de ciencias de la computación que encontrarás en edX incluyen un poco de aprendizaje de matemáticas, pero algunos estudiantes todavía pueden sentir que quieren algunos cursos de matemáticas enfocados antes de empezar.

En la plataforma de edX, encontrarás una variedad de cursos de matemáticas relevantes para el estudiante de informática. Las opciones incluyen Álgebra lineal introductoria, Fundamentos de estadística y Cálculo preuniversitario. Aprende más sobre los cursos de matemáticas de edX hoy mismo, y ponte en marcha en la vía rápida hacia una carrera en informática.

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