Was ist Algorithmusanalyse?

Die Algorithmenanalyse ist ein Gebiet der Informatik, das sich dem Verständnis der Komplexität von Algorithmen widmet. Algorithmen werden im Allgemeinen als Prozesse definiert, die eine Reihe von Operationen zu einem Ende führen. Algorithmen können auf viele Arten ausgedrückt werden, in Flussdiagrammen, einer natürlichen Sprache und Computerprogrammiersprachen. Algorithmen werden in der Mathematik, Informatik und Linguistik verwendet, aber am häufigsten werden sie in Computern verwendet, um Berechnungen durchzuführen oder Daten zu verarbeiten. Die Algorithmenanalyse beschäftigt sich mit Algorithmen, die in Computerprogrammiersprachen geschrieben wurden, die auf mathematischem Formalismus basieren

Ein Algorithmus ist im Wesentlichen eine Reihe von Anweisungen für einen Computer, um eine Berechnung auf eine bestimmte Weise durchzuführen. Ein Computer würde beispielsweise einen Algorithmus verwenden, um den Gehaltsscheck eines Mitarbeiters zu berechnen. Damit der Computer die Berechnungen durchführen kann, müssen entsprechende Daten in das System eingegeben werden, wie etwa der Lohnsatz des Mitarbeiters und die Anzahl der geleisteten Arbeitsstunden.

Möglicherweise funktionieren mehrere Algorithmen, um dieselbe Operation auszuführen, aber einige Algorithmen verwenden mehr Speicher und benötigen länger als andere. Und woher wissen wir auch, wie gut Algorithmen im Allgemeinen funktionieren, angesichts der Unterschiede zwischen Computern und Dateneingaben? Hier kommt die Algorithmusanalyse ins Spiel.

Eine Möglichkeit, einen Algorithmus zu testen, besteht darin, ein Computerprogramm auszuführen und zu sehen, wie gut es funktioniert. Das Problem bei diesem Ansatz besteht darin, dass er uns nur sagt, wie gut der Algorithmus mit einem bestimmten Computer und einer Reihe von Eingaben funktioniert. Der Zweck der Algorithmusanalyse besteht darin, zu testen und daraus Schlussfolgerungen zu ziehen, wie gut ein bestimmter Algorithmus im Allgemeinen funktioniert. Dies wäre auf einzelnen Computern sehr schwierig und zeitaufwändig, daher entwickeln Forscher Modelle der Computerfunktion, um Algorithmen zu testen.

Im Allgemeinen beschäftigt sich die Algorithmusanalyse hauptsächlich damit, herauszufinden, wie lange ein Programm für die Ausführung benötigt und wie viel Speicherplatz es zum Ausführen des Programms benötigt. Insbesondere Informatiker verwenden die Algorithmusanalyse, um festzustellen, wie sich die einem Programm unterstellten Daten auf die Gesamtlaufzeit auswirken, wie viel Speicherplatz der Computer für Programmdaten benötigt, wie viel Platz der Programmcode im Computer einnimmt, ob ein Algorithmus korrekt produziert Berechnungen, wie komplex ein Programm ist und wie gut es mit unerwarteten Ergebnissen umgeht.