¿Por qué estudiamos probabilidad en el campo de la informática?

Dependiendo de tu escuela, probablemente puedas llegar a un nivel de doctorado en CS sin tener que estudiar explícitamente probabilidades y estadísticas. Tal vez el programa solo quiera asegurarse de tener el conocimiento básico de probabilidad (como el álgebra lineal, las matemáticas discretas, etc.)

Dicho esto, se necesita una base básica en la probabilidad para comprender muchos de los algoritmos e ideas fundamentales de la informática, por ejemplo:

  1. Ordenación rápida. ¿Cómo escogiste ese pivote? ¿Por qué se ejecuta más rápido que Heapsort?
  2. Encuentra el número 13456 más grande en una matriz sin clasificar. ¿Cuánto tiempo tomó y por qué?
  3. ¿Es 345436758785764756744543537 un primo? ¿Qué tan seguro estás? ¿O forzaste bruscamente tu respuesta?
  4. ¡Mi algoritmo resuelve problemas de NP en tiempo P! ¡Mire, elegí un millón de pruebas aleatorias de vendedores ambulantes y las resolví todas!
  5. Mi algoritmo óptimo asigna bloques de disco para las bases de datos de petabyte. Claro, se ejecuta 5 veces más lentamente que otro algoritmo, ¡pero es probablemente más rápido!
  6. Mi esquema de cifrado hecho en casa solo se romperá por la conjetura de un afortunado atacante. A 1,000,000,000 de conjeturas por segundo, ¡estamos seguros durante 10 ^ 38 años!
  7. Tengo 99.35% en MNIST! Dejemos nuestros trabajos y hagamos un inicio de aprendizaje automático.

Estudias las probabilidades, porque el mundo informático no es determinista.

Ejemplos:

  • Digamos que tienes un enrutador de computadora o un interruptor. Su carga nunca es determinista, por lo que debe diseñarse en base a un modelo probabilístico de llegadas y salidas de paquetes.
  • No desea diseñar en exceso los sistemas informáticos, pero desea admitir, por ejemplo, entre el 80 y el 90% de los escenarios de carga informática. De nuevo, las probabilidades pueden ayudar.
  • ¿Alguna vez has oído hablar de las cadenas de Markov? Se aplican en gran medida en muchos sistemas computacionales que cambian entre diferentes estados.

La probabilidad es parte aplicativa. La probabilidad se usa en el sistema de información, la técnica de compresión de datos y muchos otros temas. Al leer o aprender solo una materia, puede convertirse en un maestro o un tutor pero un ingeniero de éxito.