Algorithmen - Cheatsheet

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Bevorstehend
Ziele dieses Moduls
  • Sie erklären, was ein Algorithmus ist und die wichtigsten Eigenschaften wie Eindeutigkeit, Ausführbarkeit und Endlichkeit in eigenen Worten beschreiben.
    Erinnern
  • Sie können begründen, warum eine gegebene Beschreibung ein Algorithmus ist oder nicht (z. B. weil Schritte fehlen, unklar sind oder die Ausführung nicht endet).
    Anwenden
  • Sie können einfache Alltagsprozesse (z. B. Rezept, Bastelanleitung) als klare Abfolge von Schritten formulieren.
    Anwenden
  • Sie können Grundstrukturen wie Sequenz, Wiederholung und Bedingung in einer einfachen Beschreibung erkennen und benennen.
    Anwenden

Struktur

Ein Algorithmus definiert, in welcher Reihenfolge die einzelnen Schritte nacheinander abgearbeitet werden. Die Beschreibung dieser Reihenfolge ist die Struktur des Algorithmus. Während die Einzelschritte je nach Anwendungsgebiet unterschiedlich sind, sind die Strukturen (beim Programmieren spricht man von Kontrollstrukturen) von Algorithmen universell.

Wir unterscheiden folgende Strukturen:

  • Sequenz: Es wird ein Schritt nach dem anderen abgearbeitet.

  • Wiederholung: Einer oder mehrere Schritte werden eine bestimmte Anzahl mal wiederholt.

  • Bedingte Ausführung: Ein oder mehrere Schritte werden nur ausgeführt, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.

  • Unterprogramm: Mehrere Schritte können zusammengefasst und mit einem Namen versehen werden. Anstatt immer wieder alle Schritt aufzuführen, wie der nur der Name des Unterprogramms angegeben.

  • Parameter: Das Ergebnis eines Algorithmus oder Unterprogramms kann beeinflusst werden durch Werte, welche bei jeder Ausführung neu festgelegt werden.

Wichtige Eigenschaften

  • Eindeutigkeit: Ein Algorithmus darf keine widersprüchliche Beschreibung enthalten.

  • Ausführbarkeit: Jeder Einzelschritt eines Algorithmus muss ausführbar sein.

  • Determiniertheit: Der Algorithmus muss bei gleichen Voraussetzungen das gleiche Resultat liefern.

  • Endlichkeit: Die Endlichkeit ist eine weitere wichtige Eingenschaft von Algorithmen. Sie bedeutet, dass dessen Beschreibung endlich sein muss. Aber auch die Ausführung muss nach endlich vielen Einzelschritten beendet sein. Ausserdem darf ein Algorithmus nur endlich viel Platz beanspruchen (z.B. Speicherplatz im Computer).

Quellen & Attribution

  • Gymnasium Kirchenfeld — „Informatik "MyGymer" “ (), CC BY-NC-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/) · Lizenzdetails NCSA