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Algorithmen

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.

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.

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.

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