Was ist ein Algorithmus – Definition und Beispiele

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Fachbeitrag

Algorithmen begegnen uns täglich sowohl auf der Arbeit als auch in der Freizeit und sind aus unserem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Meist hilfreich aber auch nicht immer unbedenklich, kommen Algorithmen immer größere Bedeutung zu. Was ein Algorithmus ist und wie sie unser Leben prägen, wird in dem folgenden Artikel erläutert.

Begriff „Algorithmus“

Allgemein gesagt, gibt ein Algorithmus eine Vorgehensweise vor, um ein Problem zu lösen. Anhand dieses Lösungsplans werden in Einzelschritten Eingabedaten in Ausgabedaten umgewandelt.

Besonders in der Informatik spielen Algorithmen eine große Rolle. Sie stellen eine Grundlage der Programmierung dar und sind unabhängig von einer konkreten Programmiersprache. Trotzdem sind Algorithmen nicht nur in der Informatik oder Mathematik vorzufinden. Denn Algorithmen werden nicht nur maschinell durch einen Rechner ausgeführt sondern können auch von Menschen in „natürlicher“ Sprache formuliert und abgearbeitet werden.

Beispiel: Body-Mass-Index

Anhand der Berechnung des Body-Mass-Index (BMI) kann ein Algorithmus leicht erklärt werden. Um diesen zu berechnen, wird Folgendes benötigt:

  • Eingaben (Anfangszustand): Gewicht und Körpergröße

 

 

  • Ausgabe (Endzustand): berechneter BMI

In diesem einfachen Beispiel wurde das Problem „Bewertung des Körpergewichts“ mittels einer mathematischen Formel (Algorithmus) berechnet. Dieser kann sowohl mittels eines Tools aber auch auf Papier oder im Kopf berechnet werden.

Weitere Beispiele für einen Algorithmus wären Gebrauchsanweisungen, Spielregeln, Bau- oder Bastelanleitungen oder Hashfunktionen.

Eigenschaften von Algorithmen

Algorithmen besitzen die folgenden charakteristischen Eigenschaften:

  1. Eindeutigkeit: ein Algorithmus darf keine widersprüchliche Beschreibung haben. Diese muss eindeutig sein.
  2. Ausführbarkeit: jeder Einzelschritt muss ausführbar sein.
  3. Finitheit (= Endlichkeit): die Beschreibung des Algorithmus muss endlich sein.
  4. Terminierung: nach endlich vielen Schritten muss der Algorithmus enden und ein Ergebnis liefern.
  5. Determiniertheit: der Algorithmus muss bei gleichen Voraussetzungen stets das gleiche Ergebnis liefern.
  6. Determinismus: zu jedem Zeitpunkt der Ausführung besteht höchstens eine Möglichkeit der Fortsetzung. Der Folgeschritt ist also eindeutig bestimmt.

Einsatzgebiete

Unser modernes Leben ist abhängig von Algorithmen, ohne dass uns dies immer bewusst ist. Die Einsatzgebiete von Algorithmen sind sehr vielfältig: Im Navi zeigen sie uns den kürzesten Weg, schlagen uns als Computergegner im Schach, kontrollieren unseren Satzbau in Office Word oder empfehlen uns einen passenden Partner beim Online-Dating. Ein Algorithmus steckt in vielen technischen Geräten sowie hinter unserer elektronischen Kommunikation.

Dabei sind Algorithmen nichts Neues. Bereits in seinem Buch „über die indischen Ziffern“ aus dem 9. Jahrhundert erklärt der arabische Mathematiker Al-Chwarismi (der Namensgeber des Algorithmus), den Gebrauch indischer Zahlzeichen.

Eine neue Dimension der Anwendung erfährt der Algorithmus allerdings im Bereich Big Data bzw. Data Mining. Dank gestiegener Anzahl von gesammelten Daten und der gestiegenen Rechenleistungen von Computern, können große Datenmengen mithilfe von Algorithmen nach Mustern und Zusammenhängen durchforstet und ausgewertet werden.

Ethik des Algorithmus

Es wird viel darüber diskutiert, ob eine Algorithmus-Ethik eingeführt oder gar durch die Politik geregelt werden soll.

Algorithmen erleichtern nicht nur unseren Alltag. Sie können auch unsere Verhaltensweise analysieren. Dies passiert nicht nur nachträglich, sondern antizipativ. Algorithmen steuern und beeinflussen uns, sortieren aus, diskriminieren und sind dabei intransparent.

Google, Facebook und Co. berechnen, was wir noch selbst nicht wissen und zeigen uns im Internet die Dinge, die wir sehen sollen bzw. dürfen. So erhalten beispielsweise zwei Nutzer unterschiedliche Ergebnisse, wenn sie in der Suchmaschine den gleichen Begriff eingeben. Am Ende entscheidet der Suchalgorithmus, welche Inhalte dem Nutzer angezeigt werden.

Aber übernehmen Algorithmen tatsächlich immer mehr die Kontrolle über uns und unsere Einstellung bzw. Entscheidungen? Ist es denn möglich komplexe Wesen bestehend aus individuellen Erfahrungen, sozialem Umfeld und einer Werteordnung so zu beeinflussen, dass sie unsere Gedanken in die eine oder andere Richtung lenken?

Sicherlich stellen sie einen unter vielen Einflüssen dar. Doch bleibt die individuelle Handlung bei uns selbst. Wir entscheiden darüber, ob wir auf einen vorgegebenen Text klicken und wie wir diesen bewerten. Wir entscheiden, welche unserer Daten wir preisgeben und ob wir weiterhin Google und Facebook als Haupt-Informationskanal nutzen.

„Unmündigkeit ist das Unvermögen, sich seines Verstandes ohne Leitung eines anderen zu bedienen“, heißt der berühmte Satz von Kant. Wäre also ein bewusster Umgang mit eigenen Daten und technischen Errungenschaften „…der Ausgang des Menschen aus seiner selbst verschuldeten Unmündigkeit“?

Das sollte jeder für sich selbst entscheiden, bewusster mit der Preisgabe seiner Daten umgehen und (wenn möglich) auch mal den Stecker ziehen.

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Ein Kommentar zu diesem Beitrag

  1. Mit den Datenschutzerklärungen bekomme ich langsam Angst vor Google. Wenn ich um weitere Google-Auskünfte weiterklicke, muss man ja studiert haben, um alles zu verstehen. Des Weiteren fehlt mir die Zeit. Muss ich zusätzlich Geld dafür zahlen? Vor Google bekomme ich Angst!

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