Algorithmus

Genau festgelegtes Ablaufschema für oft wiederkehrende Vorgänge, das nach einer endlichen Anzahl von Arbeitsschritten zu einem eindeutigen Ergebnis führt. Als präzise und eindeutig formulierte Verarbeitungsvorschrift kann ein Algorithmus von einer mechanisch oder elektronisch arbeitenden Maschine durchgeführt werden. Somit beschreiben Algorithmen Lösungsstrategien von Anwendungsaufgaben.

Viel einfacher und allgemeiner verstanden, umfasst der Begriff Algorithmus die formalisierte Beschreibung eines Lösungsweges, der dann durch ein Programm in einer über einen Computer verständlichen und ausführbaren Form umgesetzt wird. Ein Programm kann somit als die Realisierung eines Algorithmus definiert werden.

Jeder Algorithmus zeichnet sich dadurch aus, dass er absolut reproduzierbar ist. Das bedeutet, unter immer gleichen Voraussetzungen bzw. Eingangsbedingungen muss ein bestimmter Algorithmus stets dasselbe Ergebnis liefern. In der Mathematik treten Algorithmen häufig als sehr leistungsfähige Hilfsmittel zur Lösung komplizierter Probleme auf.

Algorithmen sind grundlegende Elemente im Bereich der Computer. Jedes Computerprogramm enthält aufgrund der Definition des Begriffs Programm mindestens einen Algorithmus. Es lassen sich allerdings innerhalb eines Programms beliebig viele Algorithmen miteinander verknüpfen und ineinander verschachteln. Dabei kann zuletzt das Programm als funktionale Einheit durchaus als ein Algorithmus bezeichnet werden, selbst wenn mehrere einzelne Algorithmen als Untergruppen enthalten sind. Über Algorithmen bzw. Programme lassen sich Vorgänge, die häufig und in immer gleicher Form oder einer bekannten Anzahl von Abwandlungen auftreten, zur Vereinfachung der Handhabung für den Anwender und damit zu dessen Vorteil automatisieren.

Ein Lernalgorithmus ist ein Algorithmus, der Beispieldaten (Lerndaten oder Trainingsdaten) erhält und ein Modell für die gesehenen Daten berechnet, das auf neue Beispieldaten verallgemeinert.

In der Fernerkundung helfen Algorithmen z.B. bei der Erstellung von atmosphärischen Temperatur- und Feuchteprofilen aus Datensätzen über Strahlungsbeobachtung, die mit Hilfe von sondierenden Satellitensensoren ermittelt wurden. So werden aus den Quelldaten niedrigerer Stufe Datenprodukte auf höherer Stufe.