Was ist ein Algorithmus?

Der Begriff Algorithmus deckt inzwischen ein breites Spektrum von Vorgängen in der Mathematik und Informatik ab. Die Definition ist daher sehr weit gefasst und fällt je nach Fundstelle etwas anders aus. Prinzipiell ist ein Algorithmus ein formal bestimmtes Verfahren, mit dem eine vorgegebene Aufgabenstellung nach einem geordneten Muster aufgelöst wird.

Was versteht man unter einem Algorithmus?

Algorithmen sind Methoden zur Lösung von Problemen, auf deren Grundlage bestimmte Daten mittels Eingabe in einzelnen Schritten in eine entsprechende Ausgabe überführt werden. Diese Vorgehensweise eignet sich besonders für komplexere Aufgaben. Algorithmen sind vor allem in der Informatik wichtig und stellen eine Grundlage für das Coding bzw. Programmieren dar, sind indes völlig unabhängig von einer beliebigen Programmiersprache verwendbar. Sie sind aber nicht nur in der Informatik oder Mathematik zu finden und werden nicht nur von einem Computer ausgeführt, sondern können auch von Nutzern in menschlicher Sprache ausgedrückt und verarbeitet werden.

Mehr über Webanalyse lernen!

Nehmen Sie an unseren Webinaren teil oder sehen Sie sich eine Aufzeichnung an.

Zu den Webanalyse Webinaren

Wo gibt es Algorithmen im Alltag? Beispiele

Das Leben ist von Algorithmen geprägt, auch wenn wir uns dieser Tatsache nicht immer bewusst sind. Sie verbergen sich in vielen technischen Geräten und hinter unserer elektronischen Kommunikation. Die Spülmaschine, der WLAN-Router oder unser Handy sind allesamt Elektrogeräte, die über Befehle von Algorithmen gesteuert werden. Die Anwendungsgebiete von Algorithmen sind sehr breit gefächert: Sie schlagen uns einen passenden Partner beim Online-Dating vor, zeigen uns den schnellsten Weg in einem Navigationsgerät oder überprüfen unsere Rechtschreibung in Texterstellungsprogrammen. Eine neue Qualität der Nutzung erfährt der Algorithmus im Kontext von Big Data oder Data Mining. Daraus wiederum resultieren die gegenwärtig fortschrittlichsten Entwicklungen in diesem Bereich, nämlich die „Künstliche Intelligenz“ und das „Machine Learning“.

Täglich nutzen Menschen Computerprogramme, die auf der Grundlage von Algorithmen arbeiten. Sie sind überall im Alltag zu finden. Ampelschaltungen folgen zum Beispiel einer genau definierten Abfolge von sich wiederholenden Befehlen. Die Suchmaschine Google, die viele bei der Suche nach Informationen verwenden, greift auf einige hundert Algorithmen zurück. Mit dem Gauß-Algorithmus ist es möglich, beliebige lineare Gleichungssysteme zu lösen. Der euklidische Algorithmus ist eine Zahlentheorie. Er kann zur Berechnung des größten gemeinsamen Teilers von zwei natürlichen Zahlen herangezogen werden.

Dass Gebrauchsanweisungen, Bau- oder Bastelanleitungen und selbst die Spielregeln von Monopoly eine Art Algorithmus darstellen, liegt auf der Hand: „Gehe in das Gefängnis. Begib dich direkt dorthin. Gehe nicht über Los.“ Aber auch die passende Kleiderempfehlung für das entsprechende Wetter kann so betrachtet werden: Regnet es draußen? Wenn ja, zieh dir wetterfeste Schuhe an!

Merkmale von Algorithmen und ihre Einteilung nach Klassen

Damit ein Vorgang als Algorithmus bezeichnet werden kann, muss er die folgenden klar definierten Eigenschaften aufweisen:


  • Finitheit: Der gesamte Algorithmus muss eine endliche Beschreibung enthalten.
  • Terminiertheit: Die Anzahl der Verfahrensschritte ist begrenzt, der Algorithmus muss also nach einer endlichen Anzahl von Schritten ein Endergebnis liefern.
  • Determinismus: Das Verfahren ist determiniert, wenn es zu jedem Zeitpunkt der Ausführung nur eine einzige Fortsetzungsmöglichkeit gibt, der nächste Schritt also eindeutig bestimmt ist.
  • Determiniertheit: Das Verfahren ist deterministisch, wenn es unter gleichen Bedingungen immer zum gleichen Resultat gelangt und jedem Teilergebnis ein eindeutiger Folgeschritt zugeordnet werden kann.

Algorithmen werden wie folgt in Klassen unterteilt:

Nach Maschinenfähigkeit:

  • Randomisiert
  • Deterministisch
  • Nicht-deterministisch
  • Quantenmechanisch

Nach Problemstellung: 
  • Entscheidung
  • Optimierung

Nach Verfahren: 

  • Greedy
  • Dynamisch
  • Probabilistisch
  • Evolutionär
  • Approximation

Nach Komplexität: 

  • Platz
  • Zeit

Kostenfreie Online Marketing Beratung

Steigern Sie Ihre Reichweite und werden Sie sichtbar für Ihre Kunden!

Kostenfrei beraten lassen!

Welche Vorteile und Nachteile haben Algorithmen?

Jeder Algorithmus hat seine Vorteile und Vorzüge. In der Softwarearchitektur lernen Informatiker, welcher Algorithmus für welche Applikation die beste Lösung bietet. Eine Vielzahl von Algorithmen ist mit dem sogenannten Assembler-Code geschrieben, einer Sprache, die lediglich aus Bits und Bytes, d. h. einer Folge von Nullen und Einsen besteht. Der Vorteil des Assembler-Codes ist seine äußerst große Verarbeitungsgeschwindigkeit, mit der der Algorithmus interpretiert und verarbeitet werden kann. Die Auswahl erfolgt nicht immer auf der Grundlage der Arbeitsgeschwindigkeit. In zahlreichen Situationen sind Präzision oder besonders sichere Prüfverfahren gefragt. In anderen Einsatzkonstellationen ist das komplexe Wechselspiel mehrerer Applikationen von Bedeutung, so dass der Algorithmus parallel mit anderen Algorithmen zusammenarbeiten kann.

Algorithmen entlasten uns in unserem Privatleben und bei der Arbeit. Allerdings haben sie auch ihre Nachteile, denn sie klassifizieren uns nach unterschiedlich ausgeprägten Gesichtspunkten. Im Bereich der Personalbeschaffung werden mittlerweile Algorithmen eingesetzt, um geeignete Kandidaten für eine bestimmte Stelle auszusortieren. Das ist für Unternehmen riskant, denn diese finden nur die vortrefflichsten Kandidaten, aber viel zu selten diejenigen Mitarbeiter, die aus der Masse herausragen und einen entscheidenden Auftrieb für das Unternehmen bringen könnten.

Frage nach der Ethik

Algorithmen helfen nicht nur, unseren Lebensalltag zu erleichtern, sondern sind auch in der Lage, unser Handeln im Nach- sowie Vorhinein zu analysieren. Sie lenken und beeinflussen uns, sortieren aus, diskriminieren und sind dabei völlig undurchschaubar. Die sozialen Medienplattformen stellen mit unseren Daten Kalkulationen an, um uns Inhalte im Netz präsentieren zu können, auf die wir zugreifen sollen. Beispielsweise erhalten unterschiedliche Nutzer unterschiedliche Ergebnisse, wenn sie in der Suchmaschine Informationen zum gleichen Thema suchen.

Es ist problematisch, wenn der Algorithmus von einer Gesichtsanalyse-Software feststellt, welche Person psychisch besonders empfindlich ist, und dies von Werbeagenturen genutzt wird, um auf der Grundlage dieser Analyse Waren zu vermarkten. Diskriminierend kann es sein, wenn ein Algorithmus anhand der sexuellen Orientierung oder der Möglichkeit, dass jemand schwanger sein könnte, berechnet, dass es besser ist, jemanden nicht einzustellen.

Algorithmen handeln selbstständig und übernehmen immer mehr die Kontrolle über unsere Entscheidungen, weil wir unsere Fähigkeit zu Handeln auf Maschinen übertragen. In manchen Fällen kann dies nützlich sein, aber nicht selten sind sie im Besitz großer Konzerne, denen es darum geht, Profite zu erzielen oder Entscheidungshilfen für die Politik zu liefern. Das wirft die Frage auf, wie wir Algorithmen in einem ethischen Rahmen nutzen und wie viel Kontrolle wir insbesondere im Hinblick auf die vielen Daten, die über den Einzelnen gesammelt werden, aus der Hand geben wollen.