Algorithmus
Algorithmen begegnen uns nahezu überall – in unseren Handys, in sozialen Medien, beim Rechnen und sogar beim Kochen. Aber was genau sind Algorithmen, wie funktionieren sie und wie kommen sie im Kundenmanagement zum Einsatz?
Inhalte dieses Artikels:
Definition: Was ist ein Algorithmus?
Ein Algorithmus ist ein spezielles (computergestütztes) Verfahren, das bestimmte Aufgaben effektiv und schnell lösen kann. Dabei kommt ein genau definierter, wiederholbarer Ablauf zum Einsatz, der zu einem erwarteten Ergebnis führt. Dieses Ergebnis kann alles Mögliche sein, von einer Berechnung bis hin zu einer Handlung oder Entscheidung.
Algorithmen etwas genauer betrachtet
Ein Algorithmus ist eine endliche Folge von Anweisungen, die zu einem bestimmten Ziel führen soll. Algorithmen werden in vielen Bereichen angewendet, beispielsweise in der Mathematik und Logistik. In der Informatik sind Algorithmen ein wesentlicher Bestandteil. Viele Aufgaben, die wir mithilfe von Computern lösen, erfordern Algorithmen.
Ein Algorithmus hat immer einen festgelegten Start- und Endpunkt. Er nimmt bestimmte Daten als Input an und liefert dann einen Output. Dieser kann zum Beispiel in Form von Ergebnissen oder Lösungen vorliegen.
Der Ablauf des Algorithmus ist genau definiert und kann vom Computer jederzeit nachvollzogen werden. Das heißt, man kann den Ablauf des Algorithmus Schritt für Schritt nachvollziehen und verstehen, wie er funktioniert.
Deterministische und Nicht-Deterministische Algorithmen
Man unterscheidet zwischen deterministischen und nicht-deterministischen Algorithmen. Deterministische Algorithmen garantieren, dass mit Sicherheit ein bestimmtes Ziel erreicht wird – sofern die Anweisungen korrekt sind. Ein Nicht-deterministischer Algorithmus kann verschiedene Ziele erreichen, je nachdem wie er angewendet wird. Die meisten komplexeren Algorithmen sind nicht-deterministisch.
Nutzen: Wofür wird ein Algortihmus gebraucht?
Unser heutiges Dasein ist untrennbar mit Algorithmen verknüpft, obwohl uns dies nicht immer bewusst ist. Die Einsatzmöglichkeiten von Algorithmen sind mannigfaltig: Im Navigationssystem führen sie uns den kürzesten Weg, besiegen uns als Gegner beim Schachspiel, überwachen unsere Grammatik in Office Word oder machen uns passende Dating-Partner-Vorschläge. Algorithmen sind in vielen technischen Geräten sowie in der elektronischen Kommunikation allgegenwärtig. Mit ihrer Hilfe wird unser modernes Leben erst möglich gemacht.
Der Algorithmus eröffnet eine spannende Perspektive im Bereich Big Data und Data Mining. Mit dem Anwachsen der Datensätze und fortschreitenden Rechenleistungen von Computern kommt es zu einer neuen Dimension der Anwendung. Mithilfe von Algorithmen können umfangreiche Datenmengen auf Muster und Zusammenhänge hin untersucht und ausgewertet werden. Diese Entwicklung eröffnet neue Möglichkeiten für die Datenanalyse und erlaubt es, Erkenntnisse zu gewinnen, die zuvor nicht möglich waren.
Wie funktioniert ein Algorithmus?
Ein Algorithmus folgt immer den gleichen Schritten:
- Eingabe: Die benötigten Daten werden eingegeben.
- Verarbeitung: Die Daten werden nach den vorgegebenen Regeln verarbeitet.
- Ausgabe: Das Ergebnis der Verarbeitung wird ausgegeben.
Die Eigenschaften eines Algorithmus lauten dabei Determiniertheit, Determinismus, Finitheit, Effektivität.
Welche Eigenschaften hat ein Algorithmus?
Um als Algorithmus zu gelten, muss ein Verfahren folgende vier Merkmale aufweisen, die in der Informatik klar definiert sind:
- Determinismus: Das Verfahren gibt bei einer bestimmten Eingabe jedes Mal das gleiche Ergebnis aus.
- Determiniertheit: Das Schema muss deterministisch sein, da jedem Teilergebnis ein eindeutiger nächster Schritt zugeordnet wird.
- Terminiertheit: Das Verfahren muss nach einer endlichen Anzahl von Schritten ein Ergebnis liefern.
- Finitheit: Der Algorithmus selbst muss eine endliche Beschreibung haben und der von ihm belegte Speicher muss zu jeder Zeit begrenzt sein.
Diese Merkmale sind wesentlich, um die Funktionsweise und die Effektivität eines Algorithmus zu gewährleisten und sollten bei der Entwicklung von Algorithmen stets berücksichtigt werden.
Beispiele für Algorithmen
Es gibt viele verschiedene Arten von Algorithmen, hier sind einige bekannte Beispiele:
Sortieralgorithmen
Diese Algorithmen sortieren Daten in einer bestimmten Reihenfolge, beispielsweise von klein nach groß oder umgekehrt.
Suchalgorithmen
Diese Algorithmen suchen in einer Datenstruktur nach bestimmten Informationen. Prominentes Beispiel hierfür ist die Suchmaschine Google.
Kryptografische Algorithmen
Kryptografische Algorithmen verschlüsseln oder entschlüsseln Informationen, so dass sie nur von autorisierten Personen gelesen oder verändert werden können.
Kompressionsalgorithmen
Diese Algorithmen reduzieren die Größe von Daten, so dass sie schneller übertragen oder gespeichert werden können.
Algorithmen im digitalen Kundenmanagement
Die Welt der Business Intelligence und Customer Analytics ist komplex und vielschichtig. In diesem Bereich gibt es viele verschiedene Methoden und Verfahren, um die richtigen Erkenntnisse zu gewinnen. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Analysemethoden sind Algorithmen, da sie helfen, komplexe Aufgaben zu lösen und Erkenntnisse zu gewinnen, die ansonsten möglicherweise nicht gewonnen werden könnten.
Sie können beispielsweise verwendet werden, um Kundendaten zu analysieren und Muster zu erkennen. Auch können Sie dazu verwendet werden, Vorhersagen über zukünftiges Kundenverhalten zu treffen. Dies ist besonders nützlich für Unternehmen, die ihr Marketing aufgrund der Erkenntnisse aus der Kundenanalyse optimieren möchten.
Data Mining-Algorithmen: Diese Algorithmen werden verwendet, um große Datensätze nach interessanten Mustern und Beziehungen zu durchsuchen.
Statistische Algorithmen: Diese Algorithmen werden verwendet, um Vorhersagen über zukünftige Ereignisse zu treffen. Statistische Algorithmen können beispielsweise verwendet werden, um Vorhersagen über zukünftiges Kundenverhalten zu treffen.
Machine Learning Algorithmen: Diese Algorithmen werden verwendet, um Computer das Lernen von Mustern beizubringen. Maschinelles Lernen (KI) kann beispielsweise verwendet werden, um Vorhersagen über zukünftiges Kundenverhalten zu treffen.
Was ist der Unterschied zwischen Algorithmus und Programmierung?
Die Transformation von Eingabe in Ausgabe erinnert stark an ein Programm, aber was unterscheidet das Algorithmus-Verfahren eigentlich von der Programmierung? Ganz einfach: die verwendete Sprache.
Ein Algorithmus in Form einer Handlungsanweisung oder eines Schemas ist unabhängig von einer Sprache und dient als reine Anleitung, um bestimmte Schritte nach einer vorgegebenen Struktur auszuführen. Ein Notfall-Piktogramm kann somit in gewisser Hinsicht bereits als Algorithmus betrachtet werden. In der Technik konzentriert man sich jedoch auf den Einsatz von Algorithmen für automatische, maschinelle Prozesse. Hierbei ist es mithilfe hochentwickelter Schemata möglich, große Datensätze zu analysieren, wie es beispielsweise bei Google der Fall ist. Damit der Algorithmus jedoch funktionieren kann, benötigt er eine Sprache – genauer gesagt, eine Programmiersprache.
Die Aufgabe des Entwicklers besteht darin, die formalen Algorithmus-Vorgaben in einer synthetischen Sprache wie Java auszudrücken. Dabei muss er nicht nur die konkrete Berechnungsvorschrift korrekt erfassen, sondern auch die zugehörigen Datenbereiche. Eine Herausforderung kann dabei darin bestehen, das Schema mit den in der jeweiligen Sprache verfügbaren elementaren Operationen umzusetzen. Die vollständige Formulierung des Algorithmus mit all seinen Datenbereichen in einer Sprache wird als Programm bezeichnet.