Algoritmus

Rozbalit box

Obsah boxu

Algoritmus je přesně definovaný a konečný postup pro řešení určitého problému nebo dosažení konkrétního cíle. V informatice je algoritmus základním stavebním kamenem každého počítačového programu – představuje sekvenci instrukcí, které počítač vykonává krok za krokem. Algoritmy mohou být zapisovány v přirozeném jazyce, vývojových diagramech, pseudokódu, nebo přímo v některém programovacím jazyce.

Charakteristika algoritmů

Aby mohl být postup označen za algoritmus, měl by splňovat několik základních vlastností:

Konečnost – algoritmus se musí po konečném počtu kroků ukončit,
Determinovanost – každý krok je přesně a jednoznačně definován,
Vstup – algoritmus může mít nulový nebo více vstupních dat (např. čísla, text),
Výstup – algoritmus generuje alespoň jeden výstup jako výsledek výpočtu,
Efektivita – jednotlivé kroky jsou dostatečně jednoduché, aby je bylo možné efektivně vykonat.

Typy algoritmů

Existuje mnoho různých typů algoritmů podle jejich účelu nebo způsobu řešení:

Vyhledávací algoritmy – například binární vyhledávání,
Třídicí algoritmy – jako bubble sort, quick sort nebo merge sort,
Rekurzivní algoritmy – volají samy sebe, např. výpočet faktoriálu nebo Fibonacciho čísel,
Grafové algoritmy – jako je Dijkstrův algoritmus, BFS, DFS,
Heuristické algoritmy – používají přibližná řešení, např. algoritmy umělé inteligence,
Dynamické programování – rozkládají problém na menší části a ukládají dílčí výsledky,
Greedy algoritmus – rozhoduje se na základě nejlepší volby v každém kroku,
Genetický algoritmus – inspirovaný evolucí, využívá selekci a mutaci.

Použití algoritmů

Algoritmy jsou základem výpočetní techniky a informatiky. Využívají se například při:

řazení dat v databázích,
vyhledávání na webu (Google Search),
kompresi souborů (ZIP, JPEG, MP3),
šifrování a zabezpečení dat,
umělé inteligenci a strojovém učení,
optimalizaci výrobních procesů a logistiky.

Algoritmická složitost

Důležitým aspektem je tzv. časová složitost a paměťová složitost algoritmu, které určují, kolik času a prostoru algoritmus potřebuje v závislosti na velikosti vstupu. Komplexní analýza složitosti patří mezi klíčové části teorie algoritmů.

Historie

Pojem algoritmus je odvozen od jména perského matematika al-Chvárizmí, který žil v 9. století a položil základy arabského číselného systému. Formální matematické pojetí algoritmu bylo rozpracováno ve 20. století, mimo jiné díky pracím Alana Turinga a Kurta Gödela.

Související stránky

Kategorie