Was bedeutet Algorithmus?

Ein Algorithmus ist eine eindeutige, endliche Folge von Anweisungen, die aus einer gegebenen Eingabe eine bestimmte Ausgabe erzeugt. Jeder einzelne Schritt ist festgelegt, und die Abfolge endet nach endlich vielen Schritten mit einem definierten Ergebnis. Ein Algorithmus ist damit die Rechenvorschrift selbst und nicht das Programm oder die Sprache, in der sie später umgesetzt wird.

Deterministische Algorithmen liefern bei gleicher Eingabe immer dasselbe Ergebnis, etwa der euklidische Algorithmus für den größten gemeinsamen Teiler. Probabilistische Verfahren ziehen Zufallswerte und liefern ein Ergebnis mit einer angebbaren Wahrscheinlichkeit. Lernende Algorithmen wie Entscheidungsbäume oder Gradient Boosting leiten ihre Regeln aus Trainingsdaten ab, statt sie vorgegeben zu bekommen. Wie stark Rechenzeit und Speicherbedarf mit der Eingabemenge wachsen, beschreibt die Komplexität.

Ein fest formulierter Algorithmus lohnt sich dort, wo dieselbe Entscheidung häufig fällt und die Kriterien vorher benannt werden können. Typische Fälle sind die Vergabe knapper Plätze, die Routenplanung im Fuhrpark und die Reihenfolge, in der eingehende Vorgänge abgearbeitet werden. Sobald sich die Kriterien nicht mehr eindeutig beschreiben lassen, beginnt der Bereich der lernenden Verfahren.

Der Vorteil einer festgeschriebenen Regel liegt in ihrer Wiederholbarkeit. Gleiche Fälle führen zum gleichen Ergebnis, unabhängig davon, wer sie bearbeitet und an welchem Tag. Weil die Regel als Text vorliegt, lässt sie sich prüfen, versionieren und im Streitfall vorlegen, was bei einer Entscheidung nach Erfahrung nicht möglich ist.

Ein Algorithmus wertet nicht selbst, er setzt die Kriterien um, die Menschen vorher festgelegt haben. Welche Kriterien einfließen und wie stark sie gewichtet werden, bleibt eine fachliche Entscheidung und muss dokumentiert werden, bevor die erste Zeile Code entsteht. Bei Auswirkungen auf einzelne Personen kommt eine Rechtsgrundlage hinzu.