Algorithmus - Einfach erklärt

Was ist ein Algorithmus? – Definition und Grundlagen

Einfache Definition: ein Algorithmus ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Lösung eines mathematischen Problems. Diese Abfolge von Schritten funktioniert so ähnlich wie ein Kochrezept oder eine Bauanleitung. Wenn man die Anleitung richtig befolgt, bekommt man ein gutes Ergebnis.

Wie funktioniert ein Algorithmus?

Algorithmen funktionieren nach dem Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe Prinzip. In einem automatischen Verfahren verarbeitet der Algorithmus einen Input zu einem Output:
Algorithmen folgen dabei logischen Regeln und einer vorher festgelegten Reihenfolge.

Welche Arten von Algorithmen gibt es?

Sortieralgorithmen

  • Daten ordnen und strukturieren. Das Sortieren dient in der Regel dem schnelleren Wiederfinden von Informationen und einer besseren Übersicht.
  • Beispiel: Lexika, Tabellen, Adressbücher, Kataloge usw.
  • Anwendung in Datenbanken und Listen

Suchalgorithmen

  • Informationen und Objekte schnell finden
  • Beispiel: Google-Suche
  • Relevanz für Big-Data-Verarbeitung

KI-Algorithmen

  • Die künstliche Intelligenz imitiert menschliche kognitive Fähigkeiten, indem sie Informationen aus Eingabedatenbanken erkennt und sortiert. Die KI kann durch maschinelles Lernen immer besser werden. Bei diesen maschinellen Lernverfahren lernt der Algorithmus, durch Wiederholungen selbstständig eine Aufgabe zu erfüllen. Anders als bei herkömmlichen Algorithmen ist kein Lösungsweg modelliert und der Computer lernt, selbständig die Struktur der Daten zu erkennen.
  • Beispiel: Mustererkennung und Vorhersagen
  • Anwendung bei Chatbots, Sprachassistenten, Bilderkennung, Prozessoptimierung usw.

Algorithmen in der digitalen Berufswelt

Algorithmen sind längst auch in der Berufswelt angekommen. Ihre Eigenschaften helfen bei der Automatisierung von Arbeitsprozessen, der Analyse von Daten und der Entscheidungsfindung. Sie steigern oft die Effizienz der Arbeitsprozesse.

Neue Berufe durch Algorithmen

Die Implementierung von Algorithmen in der Arbeitswelt schafft eine Vielzahl neuer Berufe. Data Scientists und Data Analysts befassen sich mit der Frage, wie Prozesse optimiert werden und welche Schlüsse sich daraus für die Zukunft ergeben. Während Data Analysts sich mit der Untersuchung vergangener Daten beschäftigen, geht es in der Data Science über die Analyse vergangener Daten hinaus und um die Entwicklung innovativer Lösungen. Weitere Jobs, die sich durch Algorithmen ergeben sind: KI-Entwickler:in, Machine Learning Engineer, Algorithm Designer:in und Softwareentwickler:in.

Veränderte Arbeitsplätze

Algorithmen führen zu einer Veränderung am Arbeitsplatz. Es kommt zu einer Automatisierung in Produktion und Verwaltung. Neue digitale Kompetenzen sind erforderlich und die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine wird immer wichtiger.

Big Data und Smart Data im Job

Um mit Algorithmen sinnvoll und kompetent umgehen zu können ist es notwendig, große Datenmengen intelligent zu nutzen. Dabei ist der Prozess der Transformation von den Rohdaten hin zu wertvollen Erkenntnissen die Hauptaufgabe. So setzen Unternehmen die Algorithmen sinnvoll ein.

Digitale Kompetenzen – Was Schüler:innen über Algorithmen wissen sollten

Auch an Schulen sollte das Thema Algorithmen längst angekommen sein. Als Überbegriff kann das „Algorithmic Thinking“ benannt werden. Dabei geht es um das allgemeine Verstehen von Algorithmen und deren Anwendung in der Praxis. Schüler:innen entwickeln dabei Problemlösungskompetenzen und erlangen Verständnis für digitale Prozesse. Sie lernen außerdem, automatisierte Entscheidungen kritisch zu hinterfragen.

FAQ – Häufige Fragen zu Algorithmen

Was bedeutet Algorithmus?

Ein Algorithmus ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Lösung eines mathematischen Problems. Die Definition im Duden lautet: „Verfahren zur schrittweisen Umformung von Zeichenreihen; Rechenvorgang nach einem bestimmten [sich wiederholenden] Schema.“ Herkunft: mittellateinisch algorismus = Art der indischen Rechenkunst, in Anlehnung an griechisch arithmós = Zahl, entstellt aus dem Namen des persisch-arabischen Mathematikers Al-Hwarizmī, gestorben nach 846.

Was macht ein Algorithmus?

Algorithmen sind strukturierte Anweisungen, die dazu dienen, konkrete Probleme zu lösen oder bestimmte Aufgaben auszuführen. Sie bestehen aus einer Reihe eindeutig festgelegter Schritte, die nacheinander ablaufen und schrittweise zum gewünschten Ergebnis führen.

Wie funktioniert ein Algorithmus?

Algorithmen funktionieren nach dem EVA-Prinzip: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe. Es ist mit einem Rezept zu vergleichen: die Zutaten stellen die Eingabe, das Mischen und Kochen der Zutaten nach Rezept den Verarbeitungsschritt und das fertige Gericht stellt die Ausgabe dar.

Welche Algorithmen gibt es?

Es gibt zahlreiche Algorithmen. Die drei gängigsten Formen von Algorithmen sind: Sortieralgorithmen, Suchalgorithmen und KI-Algorithmen.


Quellen: