Algorithmus

Algorithmus

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Was ist ein Algorithmus?

Kaum eine Hausfrau oder ein Koch ist sich darĂŒber bewusst, dass beim Kochen oder dem Backen fĂŒr die Herstellung ein Algorithmus angewendet wird und zwar eine einfache in einzelne Schritte zerlegte Handlungsanweisung, die ein bestimmtes Ergebnis erzeugen soll. In diesem Fall: eine leckere Speise oder einen Kuchen.

Geschichte der Algorithmus

Schon in der Antike wurden Algorithmen zur Berechnung verschiedener mathematischer Aufgaben erfunden und angewendet. Zu den bekanntesten Algorithmen der Antike gehören zum Beispiel das Heron-Verfahren, auch babylonisches Wurzelziehen genannt, oder der Euklidische Algorithmus zur Berechnung des grĂ¶ĂŸten gemeinsamen Teilers von zwei natĂŒrlichen Zahlen.

Algorithmus in der modernen Welt

In der heutigen modernen Welt begegnen den Menschen Algorithmen allerorts in allen computergestĂŒtzten und -gesteuerten Bereichen. Aber auch in nicht vom Computer beherrschten Gebieten in der Arbeitswelt oder in der Freizeit werden Algorithmen zur Automatisierung und Vereinfachung von Aufgaben oftmals ohne noch viel darĂŒber nachdenken zu mĂŒssen angewendet, wie zum Beispiel beim Herstellen einer Speise nach einem Rezept, beim Spielen nach bestimmten Regeln, beim Zusammensetzen von GegenstĂ€nden nach bestimmten Bauanleitungen und vielen weiteren TĂ€tigkeiten des tĂ€glichen Lebens.

Herkunft des Wortes -Algorithmus- und Definition

Der arabische Rechengelehrte und Astronom Muhammad Ibn-Musa al-Hwarizmi war der Namensgeber fĂŒr das Wort “Algorithmus”. Durch die ungefĂ€hr 300 Jahre spĂ€tere Übersetzung seines 825 n. Chr. verfassten Lehrbuchs “Über die indischen Ziffern” in die lateinische Sprache, wurde aus seinem Namen al-Hwarizmi der Begriff “Algorismi” und in der mittelhochdeutschen Übersetzung das Wort “Algorismus”. Algorithmen können in einer einfachen und in einer mathematisch prĂ€zisen Weise als Verarbeitungsanweisung fĂŒr eine “Turingmaschine” nach Alan Turing definiert werden. Allgemein sowie auch mathematisch prĂ€zise wird unter einem Algorithmus eine Folge von einer endlichen Anzahl an Anweisungen fĂŒr die Lösung eines Problems angesehen. Dabei wird der Algorithmus in zwei Teile aufgeteilt:

  • Deklaration “Was wird fĂŒr die Lösung des Problems benötigt?”
  • Handlungsanweisungen “Wie und in welchen Einzelschritten wird das Problem gelöst?”

FĂŒr die Handlungsanweisungen sind bestimmte Voraussetzungen und Eigenschaften gegeben. Durch das Betrachten dieser verschiedenen Voraussetzungen und Bedingungen kann ĂŒberprĂŒft werden, ob es sich bei einer Handlungsanweisung um einen Algorithmus handelt. Anweisungsvorschriften mĂŒssen ĂŒber bestimmte Eigenschaften vorhanden sein, um die Definition zu erfĂŒllen und als Algorithmus zu Ergebnissen fĂŒhren zu können.

Checkliste

    • die Handlungsanweisungen mĂŒssen allgemeingĂŒltig sein; das bedeutet, die Anweisungen sind nicht nur fĂŒr ein einzelnes Problem gĂŒltig, sondern in der Lage viele Aufgaben oder Probleme der gleichen Art zu lösen,
    • in den Beschreibungen des Algorithmus sowie den einzelnen Handlungsanweisungen dĂŒrfen keine Mehrdeutigkeiten oder WidersprĂŒche enthalten sein,
    • jeder einzelne Folgeschritt ist mit einer einzigen weiteren Anweisung eindeutig festgelegt,
    • die einzelnen Lösungsschritte oder Handlungsanweisungen mĂŒssen von einer Person oder einem Computer ausgefĂŒhrt werden können,
    • Algorithmen verfĂŒgen ĂŒber eine Endlichkeit und eine Terminierung; sie bestehen aus einer endlichen Anzahl an Handlungsanweisen mit einer endlichen LĂ€nge; nach einer bestimmten Anzahl an Arbeitsschritten ist der Algorithmus entweder mit einem Ergebnis oder einem Stoppen ohne Ergebnis beendet,
    • werden unter gleichen Voraussetzungen die gleichen Werte eingegeben, muss das gleiche Ergebnis geliefert werden.

Welche Bedeutung Algorithmen fĂŒr das moderne Online-Marketing besitzen

Ein fĂŒr das moderne Online-Marketing wichtiges Berechnungsverfahren ist der Page-Rank-Algorithmus. Mithilfe dieses Verfahrens werden Webseiten fĂŒr Suchanfragen nach ihrer Relevanz und Struktur ĂŒberprĂŒft. Die Ergebnisse werden entsprechend gewichtet und sortiert. So werden die Webseiten, die den Anforderungen am besten entsprechen, in den Ergebnissen der Suchmaschinen an den oftmals stark umkĂ€mpften ersten PlĂ€tzen aufgefĂŒhrt. Die Suchmaschinenoptimierung oder auch SEO genannt, ist die möglichst positive Beeinflussung des Algorithmus fĂŒr das Ranking. Nur die SEO-optimierten Webseiten haben hĂ€ufig noch die Chance in den Rankings an die ersten PlĂ€tze zu gelangen und somit fĂŒr ein grĂ¶ĂŸeres Publikum Sichtbarkeit zu erhalten.

Kleiner Ausblick auf weitere zukĂŒnftige Entwicklungen von Algorithmen

Fast vollstĂ€ndig oder nahezu unbemerkt werden viele AblĂ€ufe des modernen tĂ€glichen Lebens von Algorithmen gesteuert, wie beispielsweise die Lösung von logistischen Problemen bei der Verteilung von GĂŒtern und Waren, die Ampelschaltungen im Straßenverkehr, die Sichtbarkeit von Nachrichten auf Social-Media-Plattformen wie Facebook und Twitter, die Erstellung von ZugfahrplĂ€nen oder Abflug- und Landezeiten von Flugzeugen, der Optimierung von betrieblichen AblĂ€ufen wie der Prozesssteuerung und vieles andere mehr. In einer sich stĂ€ndig verĂ€ndernden und immer komplexer werdenden Umwelt werden immer leistungsfĂ€higere Algorithmen fĂŒr wachsende Anforderungen und Aufgaben gefordert und entwickelt.

Durch die wachsende Leistungssteigerung von Computern und das zur VerfĂŒgung stellen immer grĂ¶ĂŸerer RechnerkapazitĂ€ten auf kleinerem Raum, können immer umfangreichere Berechnungen geleistet werden. So werden zu den komplexen Aufgaben der nĂ€heren Zukunft zum Beispiel der Umgang mit “Big Data” oder dem “Internet der Dinge” gezĂ€hlt. Von einfachen Algorithmen hat schon vor ungefĂ€hr 20 Jahren eine Entwicklung zu leistungsstarken sogenannten “Genetischen Algorithmen” begonnen, die zukunftsweisend ist. Genetische Algorithmen werden immer stĂ€rker befĂ€higt sein, aus ihren “eigenen Berechnungen und Erfahrungen” zu lernen und mit entsprechenden Anpassungen reagieren zu können. Zu den immer wichtiger werdenden Themen einer zukĂŒnftigen Gesellschaft wird die Auseinandersetzung mit einer “ethischen” Anwendung von Algorithmen sein. Bedeutsam ist die Beantwortung von Fragen, inwieweit eine “automatisierte” Gesellschaft, zum Beispiel vor einer möglichen Diskriminierung durch algorithmische Selektion, in Bereichen des Datenschutzes oder Ă€hnlichen Themen, geschĂŒtzt werden muss oder sollte.

 


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