Unsere Nachwuchsgruppe »EP-KI: Entscheidungsunterstützung für betriebswirtschaftliche Prozesse mit Hilfe neuer KI-Methoden« entwickelt Lösungen an der Schnittstelle von Betriebswirtschaft und Künstlicher Intelligenz (KI). Im neuen Blogbeitrag erklärt Prilly Oktoviany den Begriff »Algorithmus« genauer.
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Die Autofahrt mit einem Navigationsgerät, das Kochen eines Gerichts nach Rezept oder auch das Filtern des Mail-Ordners nach Spam-Mails – all das sind Beispiele von täglichen Prozessen, bei denen Algorithmen zum Einsatz kommen. Doch was ist eigentlich ein Algorithmus? Und warum behaupten einige Künstliche Intelligenz (KI) ist auch nur ein Algorithmus? Darum soll es in der kommenden Blogreihe gehen.
Autorin: Prilly Oktoviany
Im Allgemeinen ist ein Algorithmus zu verstehen als eine endliche Abfolge von eindeutig definierten Anweisungen – der/die Wissenschaftler:in spricht dann von wohldefinierten Anweisungen – mithilfe derer eine bestimmte Aufgabe erledigt oder ein spezifisches Problem gelöst wird. Nehmen wir das Beispiel des Navigationsgeräts, es hat die Aufgabe den kürzesten oder schnellsten Weg zu finden. Die Software im Navigationsgerät muss diese eindeutig definierte Aufgabe lösen, indem sie einen Algorithmus nutzt, beispielsweise den etablierten Dijkstra-Algorithmus.
Grundsätzlich funktioniert ein Algorithmus nach dem EVA-Prinzip: Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe (engl. Input, Processing, Output, deshalb auch als IPO-Prinzip bezeichnet). Die erste Abbildung veranschaulicht dieses Schema, welches die Eingabe im Verarbeitungsschritt in endlich viele Einzelschritte in eine Ausgabe umwandelt. Dabei werden dem Algorithmus über die Eingabe die benötigten Größen oder Objekte übergeben. Die Ausgabe wird dann beim Erreichen des Endzustandes nach einer endlichen Zahl von Schritten erzeugt. Das EVA-Prinzip lässt sich auch am vorigen Kochbeispiel veranschaulichen: Die Zutaten stellen die Eingabe, das Mischen und Kochen der Zutaten nach Rezept den Verarbeitungsschritt und das fertige Gericht die Ausgabe dar.
Im Folgenden betrachten wir einen komplizierteren Algorithmus genauer, der beim Filtern von Spam-Mails auf E-Mail Servern zur Anwendung kommt: Zur Veranschaulichung ist der Algorithmus in der zweiten Grafik dargestellt und gemäß dem EVA-Prinzip in die folgenden Schritte unterteilt:
Ein Algorithmus, der die Einstufung oder Klassifizierung von Spam-bezogenen Wörter im Verarbeitungsschritt vornehmen kann, ist beispielsweise ein Entscheidungsbaum (engl. decision tree). Die Funktionsweise dieses speziellen Algorithmus haben wir in diesem Blogbeitrag ausführlicher erklärt.
In der Mathematik und Informatik werden Algorithmen zunehmend komplexer. Dies ist vor allem den rasend schnellen Fortschritten im Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) und des Maschinellen Lernens (ML) geschuldet. Dank dieses Fortschritts kann die Digitalisierung von manuellen Arbeits- und Produktionsprozessen, die in der heutigen Gesellschaft allgegenwärtig ist, mithilfe von Algorithmen im KI- und ML-Bereich vorangetrieben werden. Auf diese Themen – KI und Algorithmen sowie Digitalisierung und der Zusammenhang zu KI und ML – werden wir in den folgenden Blogs weiter eingehen.
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