Algorithmus
Definition:
Ein Algorithmus ist eine eindeutige, endliche Abfolge von Anweisungen, die darauf ausgelegt ist, ein Problem zu lösen oder eine bestimmte Aufgabe auszuführen. In der Informatik sind Algorithmen die Grundlage aller Programme und Software, da sie bestimmen, wie Daten verarbeitet, analysiert oder verändert werden.
Ein Algorithmus kann sowohl einfach (z. B. eine Berechnung mit Grundrechenarten) als auch komplex sein (z. B. ein maschinelles Lernverfahren oder eine Verschlüsselungsmethode). Wichtig ist, dass er deterministisch (gleiche Eingabe führt zur gleichen Ausgabe) oder stochastisch (Ergebnis hängt von Wahrscheinlichkeiten ab) sein kann.
Eigenschaften eines Algorithmus:
Endlichkeit – Der Algorithmus muss nach einer endlichen Anzahl von Schritten zum Ergebnis kommen.
Eindeutigkeit – Jeder Schritt ist klar definiert und kann nicht unterschiedlich interpretiert werden.
Ausführbarkeit – Jeder Schritt muss durch eine Maschine oder eine Person ausführbar sein.
Determinismus – Bei gleichen Eingaben liefert der Algorithmus immer dieselbe Ausgabe.
Effizienz – Ein guter Algorithmus löst das Problem mit möglichst wenigen Ressourcen (Zeit & Speicher).
Beispiel:
Ein einfaches Beispiel für einen Algorithmus ist ein Rezept zum Backen eines Kuchens:
1️⃣ Zutaten abwiegen
2️⃣ Teig mischen
3️⃣ Teig in eine Form geben
4️⃣ Bei einer bestimmten Temperatur backen
5️⃣ Kuchen aus dem Ofen nehmen und abkühlen lassen
Dieser Schritt-für-Schritt-Ansatz zeigt, wie ein Algorithmus eine klare Abfolge von Anweisungen definiert, die zu einem bestimmten Ergebnis führt.
In der Informatik könnte ein Beispiel für einen Algorithmus das Sortieren einer Liste von Zahlen oder die Verschlüsselung einer Nachricht sein.
Einsatzgebiete von Algorithmen
Suchalgorithmen – Google-Suchmaschine analysiert Milliarden von Webseiten
Sortieralgorithmen – Effizientes Anordnen von Daten (z. B. Bubble Sort, Quick Sort)
Künstliche Intelligenz & maschinelles Lernen – Erkennung von Mustern in Daten
Kryptografie – Sichere Datenübertragung durch Verschlüsselungstechniken
