Mathematik und Programmierung

Funktionen und Anwendungsbeispiele von Algorithmen

Funktionen und Anwendungsbeispiele von Algorithmen
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Funktionen und Anwendungsbeispiele von Algorithmen

Jede Person wird täglich mit Algorithmen konfrontiert. Sie sind Grundbestandteil von Programmen und nehmen Arbeit ab, die Menschen zu aufwendig oder nicht möglich ist.

Algorithmen werden nach einem festen Prinzip formuliert, über das sie zur Lösungsfindung beitragen. Die Nutzung zur Lösungsfindung eröffnet Algorithmen mitunter Einsatzbereiche in der Glücksspielindustrie, im Marketing und sogar bei der Polizei. Zukunftsweisende Innovationen auf Basis der Künstlichen Intelligenz (KI) sind ohne Algorithmen undenkbar.

Eindeutiger Weg vom Input zum Output

Ein Algorithmus ist eine mathematische Formel. Er gibt vor, wie von einem Input zu einem Output gelangt wird. Wenn beispielsweise von Gesamtkosten auf Stückkosten heruntergerechnet werden muss, dann müssen die Gesamtkosten durch die Stückzahl dividiert werden. Die Gesamtkosten und die Stückzahl sind der Input, der Output sind die Stückkosten. Bei diesem Beispiel liegt ein einfacher Algorithmus zur Lösungsfindung vor; einfach, weil ihn der Mensch selbst im Kopf oder auf einem Blatt Papier anwenden kann.

Es existieren allerdings weit komplexere Algorithmen, die sich von Menschen nicht anwenden lassen. Sie geben in Computerspielen vor, wie der Computer zu entscheiden hat. In der Wissenschaft werden sie zur Problemlösung herangezogen, indem sie anhand einer festen Programmierung vorgehen. In der Auswertung von Daten tragen Algorithmen zu einer strukturierten und automatisierten Vorgehensweise bei.

Algorithmen haben die Aufgabe, Programmen oder Anwendungen eine Funktion zu verleihen. Zudem schaffen sie Lösungen und Daten in einer Menge und Konsistenz, die für den Menschen ohne eine Maschine nicht umsetzbar wäre. Um dieser Funktionsweise nachzukommen, müssen Algorithmen mehrere Eigenschaften erfüllen.

  • Eindeutigkeit: Was auch passiert – der Algorithmus ist ein klarer und nicht widersprüchlicher Befehl.
  • Ausführbarkeit: Die Ausführung jedes einzelnen Schrittes ist möglich.
  • Endlichkeit: Ein eindeutiges Ende der Arbeit ist definiert.
  • Terminierung: Das Ende der Schritte ist präzise terminiert, sodass der Algorithmus Ergebnisse liefern kann.
  • Determiniertheit: Würde dieselbe Rechnung unter identischen Bedingungen beliebig oft wiederholt, müsste der Algorithmus immer dasselbe Ergebnis liefern.
  • Determinismus: Es besteht in jeder Situation ein eindeutig bestimmter Folgeschritt.

Algorithmen in Online-Casinos

In Online-Casinos werden Zufallsgeneratoren – kurz RNG genannt – mit Algorithmen programmiert, um das Spiel zu ermöglichen. Genutzt wird in der Regel der 128-Bit-MD5-Algorithmus, der von dem „Massachusetts Institute of Technology“ geschrieben wurde. Er ist auch Teil von Sicherheitsanwendungen und PCs. Die Programmierung speziell für Online-Casinos stellt sicher, dass am Bildschirm eine bestimmte Kombination angezeigt wird, die komplett willkürlich ist. Der Algorithmus ist so formuliert, dass er auf Basis einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit jedes Mal ein anderes Ergebnis liefert. Weder Casino-Anbieter noch Spieler und auch nicht der Softwarehersteller wissen, wie der Algorithmus entscheidet.

Durch diese Programmierung des Algorithmus können Personen sicher sein, dass im Online-Casino an Spielautomaten spielen zu keinem Betrug kommt. Betreiber wiederum stellen aufgrund der Programmierung mit einer geringen Gewinnwahrscheinlichkeit sicher, dass das Geschäft profitabel bleibt.

Online-Marketing: Wer versteht die Suchmaschine am besten?

Online-Marketing: Wer versteht die Suchmaschine am besten?

Vor allem im Online-Marketing wird an Wegen geforscht, um Algorithmen profitabel einzusetzen. Hier ist in Bezug auf die Künstliche Intelligenz in der Zukunft von großen Fortschritten auszugehen.

Im Online-Marketing ist der Kampf um hohe Platzierungen in den Suchmaschinen alltäglich. Allgemeinhin gilt, dass der Website-Betreiber, der auf seiner Seite die besten Inhalte veröffentlicht, mit seinen Unterseiten in den Suchmaschinen hoch rangieren wird. Wie die Suchmaschinen-Algorithmen – allem voran Googles Algorithmus „Rank Brain“ ist im Fokus – die Qualität der Inhalte bewerten, ist zum Teil ungewiss. Viele Kriterien sind jedoch bekannt:

  • Einbindung der für ein Thema relevanten Schlagwörter
  • Sicherheitszertifikat für die Website
  • einwandfreier technischer Code
  • möglichst kurze Ladezeiten
  • Mobiloptimierung der Websites

In der Schwebe stehen allerdings die vielen Details, die hinter diesen und weiteren Aspekten verborgen sind. Folglich ist die Funktionsweise des Suchmaschinen-Algorithmus von Google eines der wohl am besten behüteten Geheimnisse im Online-Marketing. Dass der Mensch den Algorithmus mit seinen regelmäßigen Updates versteht, ist unmöglich.

Der Einsatz von Programmen, die selbst auf Algorithmen basieren, etabliert sich daher immer stärker im Online-Marketing. Hierbei sind vor allem die KI-Programme mit der Künstlichen Intelligenz die innovativsten. Selbstlernende Anwendungen zur Suchmaschinenoptimierung beobachten die Entwicklungen auf und außerhalb der eigenen Website und verstehen zunehmend die Funktionsweise des Suchmaschinen-Algorithmus – so jedenfalls die Versprechung der Anbieter. Was die Programme im Online-Marketing tatsächlich bringen, muss genauer beobachtet und anschließend evaluiert werden. Die Entwicklungen von KI-Programmen sind noch längst nicht völlig ausgereift.

Errechnung von Währungseinheiten bei Kryptowährungen

Kryptowährungen erregten vor allem im Jahr 2017 große Aufmerksamkeit aufgrund der damaligen immensen Wertsteigerungen. Als Zahlmethode haben sie sich weder global noch national etabliert. Nichtsdestotrotz werden sie als Zahlungsmittel der Zukunft gehandelt und bieten von einer beschleunigten Transaktion von Geldern bis hin zu einer anonymen Zahlung mehrere Vorteile, die für Verbraucher sowie Institute interessant sind. So wundert es kaum, dass die Kryptowährungen sich im Laufe der letzten Jahre immer wieder mit Kursgewinnen in die Wahrnehmung der Öffentlichkeit gedrängt haben; jüngst im Januar 2020 beispielsweise der Bitcoin.

Personen, die sich noch nicht eingehend über die Technik hinter den Kryptowährungen informiert haben, stellen Fragen nach der Sicherheit. Tatsächlich werden die Währungseinheiten in einem Netzwerk errechnet, das gegen Hacker abgesichert ist. Zu kompliziert ist der zur Errechnung der Währungseinheiten und Dokumentation der Transaktionen angewandte Algorithmus, der fälschungssicher ist. Eine Veränderung des Algorithmus würde die Änderung aller bis dato getätigten Zahlungen und errechneten Blöcke im Netzwerk nach sich ziehen – schlicht und einfach unmöglich! Der komplexe Algorithmus ist dafür verantwortlich.

Mit Algorithmen gegen die Kriminalität

Algorithmen tragen über die Sammlung hoher Datenmengen – genannt: Big Data – zu vielen verfügbaren Informationen bei. Diese Informationen lassen sich auf auf Basis von Algorithmen auswerten, was Menschen Zeit und Arbeit erspart. Die automatisierte Datenauswertung ist ein Kerngebiet, in dem von Algorithmen Gebrauch gemacht wird. In Büros können damit Mitarbeiterressourcen geschont und Arbeitsabläufe optimiert werden. In der Bekämpfung der Kriminalität ist es möglich, sich denselben Effekt zunutze zu machen. Hierfür werden Daten von bereits erfolgten Straftaten an bestimmten Orten zusammengetragen. Je komplexer der Algorithmus ist, umso besser werden die Daten in Zusammenhang zueinander gesetzt – siehe: „Smart Data“ als Bezeichnung für Datenverknüpfung – und der Vorhersage von Straftaten dienen. Dieser Einsatzbereich für Algorithmen steckt aber noch in den Kinderschuhen.

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