Algoritmus
Az algoritmus az utasítások és műveletek véges és egyértelmű sorozata, amely lehetővé teszi a problémák egy csoportjának megoldását.
Az algoritmus szó a IX . Századi perzsa matematikus Al-Khwarizmi (arabul: الخوارزمي ) nevéből származik .
A mező vizsgálatok algoritmusok hívják Algorithmics . Algoritmusok ma megtalálható sok alkalmazások, mint például a számítógépek üzemeltetése, kriptográfia , a routing az információkat , a tervezés és az erőforrások optimális felhasználása, képfeldolgozás , a szövegszerkesztő , a bio -informatics stb
Általános meghatározás
Az algoritmus egy általános módszer az egyik típusú probléma megoldására. Azt mondják helyesnek, amikor a probléma minden egyes példányára a megfelelő kimenet előállítása végződik, vagyis megoldja a felmerült problémát.
Az algoritmus hatékonyságát különösen a következők mérik:
Az ezeket az algoritmusokat futtató számítógépek nem végtelenül gyorsak, mivel a gépi idő véges erőforrás marad, annak ellenére, hogy a számítógép teljesítménye folyamatosan növekszik. Ezért egy algoritmus akkor lesz hatékony, ha takarékosan használja a rendelkezésére álló erőforrásokat, vagyis a CPU- időt , a RAM-ot és (a legújabb kutatások szempontjai szerint) az elektromos fogyasztást. Az algoritmikus bonyolultság elemzése lehetővé teszi a számítási idő evolúciójának előrejelzését, amely szükséges ahhoz, hogy egy algoritmus elérje a terminusát, a feldolgozandó adatmennyiség szerint.
Néhány kapcsolódó meghatározás
Donald Knuth (1938-) az algoritmus előfeltételeként öt tulajdonságot sorol fel:
- Végesség: „Az algoritmusnak mindig véges számú lépés után kell véget érnie. "
- Pontos meghatározás: „Az algoritmus minden egyes lépését pontosan meg kell határozni, az átültetendő műveleteket szigorúan és minden esetre egyértelműen meg kell határozni. "
- Bejegyzések: "az algoritmus megkezdése előtt megadott mennyiségek". Ezek a bejegyzések egy meghatározott objektumkészletből származnak ” .
- Kimenetek: "a bemenetekkel meghatározott kapcsolatban álló mennyiségek" .
- Hatékonyság: "minden olyan műveletnek, amelyet az algoritmusnak el kell végeznie, elég alaposnak kell lennie ahhoz, hogy egy férfi papír és ceruza segítségével elvileg véges periódusban elvégezhesse" .
George Boolos (1940-1996) filozófus és matematikus a következő meghatározást kínálja fel:
- „Kifejezett utasítások a halmaz n-edik tagjának meghatározásához, n önkényesen nagy egész szám esetén. Ezeket az utasításokat nagyon kifejezetten adják meg, olyan formában, amelyet egy számológép vagy egy olyan ember használhat, aki képes nagyon elemi műveleteket szimbólummá alakítani. "
Gérard Berry (1948-), a számítástechnika kutatója a következő nyilvános meghatározást adja:
- „Az algoritmus egyszerűen egy módja annak, hogy nagyon részletesen leírják, hogyan kell tovább cselekedni. Kiderült, hogy sok mechanikus cselekedet, valószínűleg mindegyik jól alkalmazható az ilyen dekortikációra. A cél a számítás gondolatának kiürítése annak érdekében, hogy azt egy digitális gép (számítógép ...) végrehajthassa. Ezért csak a valós rendszer digitális tükrözésével dolgozunk, amellyel az algoritmus kölcsönhatásba lép. "
Numerikus algoritmusok
Az algoritmusok olyan tárgyak, amelyek történelmileg a számtani problémák megoldására szolgálnak, például két szám szorzata . Őket hivatalosan jóval később, az Advent a matematikai logika és a megjelenése a gépek, amelyek lehetővé tették, hogy azok végrehajtásához, nevezetesen számítógépek.
Nem numerikus algoritmusok
A legtöbb algoritmus nem digitális.
Megkülönböztethetjük:
- Az általános algoritmus alkalmazható bármely digitális vagy nem digitális adatokat: például az algoritmusok kapcsolatos titkosítást , vagy engedélyezze a boltba, vagy továbbítja azokat;
- Az algoritmusok szentelt egy adott adattípus (például a kapcsolódó képfeldolgozás ).
Lásd még: Az algoritmusok általános témáinak listája ( fr )
Algoritmusok a mindennapi életben
Az algoritmusok beavatkoznak a mindennapi életbe.
- A főzési recept algoritmussá redukálható, ha specifikációja az alkotó elemekre redukálható:
- előételek (összetevők, felhasznált felszerelések);
- egyszerű elemi utasítások (sütés, pezsgés, barnulás, dinsztelés, blansírozás stb.), amelyek pontos sorrendben történő végrehajtása a kívánt eredményhez vezet;
- egy eredmény: az elkészített étel.
A főzési recepteket azonban általában nem szigorúan, egyértelmű formában mutatják be: szokás olyan homályos kifejezéseket használni, amelyek értékelési szabadságot hagynak az előadó számára, míg a nem valószínűségi stricto sensu algoritmusnak pontosnak és egyértelműnek kell lennie.
- A szövés , különösen mivel a Jacquard szövőszék automatizálta, olyan tevékenység, amely algoritmikusnak mondható.
- A puzzle , mint a Rubik-kocka , szisztematikusan megoldható egy algoritmussal, amely mechanizálja a felbontását.
- A sportban a támadás, a védekezés, a progresszió céljaira válaszoló szekvenciák végrehajtása megfelel az algoritmusoknak (a kifejezés meglehetősen laza értelmében). Lásd különösen a taktikai cikket (foci) .
- Az ápolásban a klinikai megítélés olyan, mint egy algoritmus. A klinikai megítélés minden kognitív és metakognitív folyamatra utal, amelyek ápolási diagnózishoz vezetnek . Ez magában foglalja a gondolat és a döntéshozatali folyamatok javítása érdekében az egészségi állapot és a jó közérzet az emberek, akiket a gondozók támogatása.
- A jogi kód , amely leírja az esetek halmazára alkalmazandó eljárások halmazát, algoritmus.
Vélemények
A mindennapi életben az elmúlt években jelentésváltozás történt az „algoritmus” fogalmában, amely mind reduktívabbá válik, mivel lényegében algoritmusok a nagy adatok kezelésére , másrészt értelemben univerzálisabbak hogy a mindennapi viselkedés minden területén beavatkozik. A szóban forgó algoritmuscsalád nagy adattömegekből ( big data ) végez számításokat . Osztályozásokat készítenek, információkat válogatnak, és levezetik az általában a fogyasztás profilját, amelyet ezt követően kereskedelemben használnak vagy hasznosítanak. Számos következménye van, és sokféle területet érint. De az egyéni és a kollektív szabadságok végső soron veszélybe kerülhetnek, amint azt Cathy O'Neil amerikai matematikus a 2016-ban megjelent és 2018-ban franciául Algoritmusok: időzített bomba címmel kiadott, a matematikai pusztítás fegyverei című könyvben mutatja be (kiadó Les Arènes) .
„Ma a matematikai modellek és algoritmusok döntéseket hoznak, szolgálják az emberek és intézmények osztályozását és kategorizálását, mélyen befolyásolják az államok működését mindenféle külső ellenőrzés nélkül. És ellenőrizhetetlen élhatásokkal. […] Ez egy hatalom, amelyet emberek ellen használnak. És miért működik? Mivel az emberek nem ismerik a matematikát, mert megfélemlítik őket. Ez a hatalom és politika fogalma késztette arra, hogy valahol ezt már láttam. Az egyetlen különbség a pénzügyi kockázati modellek és az adattudomány ezen többletérték-modellje között az, hogy első esetben, 2008-ban mindenki a pénzügyi válsághoz kapcsolódó katasztrófát látta. De a tanárok esetében senki sem lát kudarcot. Egyéni szinten történik. Az embereket némán kirúgják, megalázzák, szégyellik magukat. "
Ebben a könyvben a szerző figyelmezteti az olvasót azokra a főbb döntésekre, amelyeket ma olyan változatos területek algoritmusaira ruházunk át, mint az oktatás, az egészségügy, a foglalkoztatás és az igazságszolgáltatás, azzal az ürüggyel, hogy semlegesek és objektívek, bár valójában előidézik őket hogy "kiemelkedően szubjektív döntések, vélemények, sőt előítéletek is bekerüljenek a matematikai egyenletekbe".
Az algoritmusok átlátszatlansága az egyik fő oka ezeknek a kritikáknak. A sajátos működési módjukra vonatkozó jobb tájékoztatás lehetővé tenné az "internethasználók és a számítógépek közötti társadalmi szerződés" tisztázását. Az egyes algoritmusok leírása a saját információ-osztályozási elvével segít a felhasználónak abban, hogy jobban megértse az algoritmus által kínált választási lehetőségeket és a kapott eredményeket.
Az algoritmusok etikája
Wendell Wallach és Colin Allen filozófusok kérdéseket vetettek fel a mesterséges intelligencia algoritmusokban az erkölcsi szabályok programozók általi végrehajtásával kapcsolatban : "Ma az [automatikus] rendszerek olyan bonyolultsági szintet érnek el, amely véleményünk szerint megköveteli tőlük, hogy maguk erkölcsi döntéseket hozzanak. […]. Ez kibővíti az erkölcsi ágensek körét az embereken túl a mesterségesen intelligens rendszerek felé, amelyeket mesterséges erkölcsi ügynököknek fogunk nevezni ” . Moral to robotok: Bevezetés az algoritmusok etikájába című könyvében Martin Gibert kiemeli a programozás szerepét a robotok etikájában, azáltal, hogy konkrétabban foglalkozik az algoritmusok felépítésével kapcsolatos morális kérdésekkel. Az algoritmust úgy definiálja, hogy "nem más, mint utasítások vagy szabályok sorozata az adott cél elérése érdekében" . Az algoritmusok etikája ezért kérdést vet fel: "Milyen szabályokat kell végrehajtani a robotokban, és hogyan kell megtenni?" " . Gibert különösen kiemeli e mesterséges erkölcsi tényezők kétértelműségét:
„A mesterséges erkölcsi ügynökök (AMA) azonban nem erkölcsi ágensek a kifejezés legszorosabb értelmében. Az emberektől eltérően úgy tűnik, hogy nem felelősek [sic] tetteikért. Nem szükséges azonban, hogy erkölcsileg értelmes döntéseket hozzanak, és az algoritmusetikában számos kérdést felvetjenek. "
Megjegyzések és hivatkozások
-
A probléma fogalma tág értelemben is felfogható, ez egy elvégzendő feladat lehet, például objektumok rendezése, erőforrások hozzárendelése, információk továbbítása, szöveg fordítása stb. Megkapja az adatokat (a bejegyzéseket ), például a szétválogatni kívánt objektumokat, a kiosztandó erőforrások leírását, a lefedendő igényeket, a lefordítandó szöveget, a továbbítandó információkat és a címzett címét stb., és esetleg adatokat (a kimenetet ) szolgáltat, például rendezett objektumokat, erőforrás-szükséglet társításokat, továbbítási jelentést, szövegfordítást stb.
-
Patrice Hernert, Algoritmusok , Párizs, Presses Universitaires de France, coll. "Mit tudhatnék? ",2002, 128 p. ( ISBN 978-2-13-053180-7 , OCLC 300211244 ) , p. 5..
-
Különösen az operációs rendszerekben és a fordításban
-
(en) Donald E. Knuth, Algoritmusok , Stanford, CSLI Publications,2011, 510 p. ( ISBN 978-1-57586-620-8 ).
-
Boolos és Jeffrey 1974, 1999: 19
-
A számítástechnika történetének rövid összefoglalása, oktató websorozatok .
-
Philippe Flajolet, Étienne Parizot: „Mi az algoritmus? » , Interstices.fr, 2004.
-
Lásd: Jeanette M. Wing , " Számítógépes gondolkodás ", az ACM közleményei , 1. köt. 49, n o 3,2006, P. 33 ( DOI 10.1145 / 1118178.1118215 , online olvasás )francia nyelvre fordítva: Számítógépes gondolkodás és Gilles Dowek könyve: A számítás metamorfózisai: elképesztő matematikatörténet , Párizs, Édition Le Pommier, ösz. "Tesztek",2007, 223 p. ( ISBN 978-2-7465-0324-3 ).
-
Hervé Ez a molekuláris gasztronómiai tanfolyam, 1. kötet: Tudomány, technológia, technika ... kulináris: milyen kapcsolatok? , (2009) Éditions Quae / Belin.
-
Laurent Théry , " A Mini-Rubik kocka megoldása ", Interstices ,2009. december 24( online olvasás )
-
Marc Nagels, " Klinikai érvelés: furcsa vonzerő " , a 17marsconseil.fr oldalon ,2016. július 14(megtekintve 2016. július 17. )
-
Dominique Cardon, Miről álmodoznak az algoritmusok: életünk a nagy adatok korában , Édition du Seuil, coll. "Az Ötletek Köztársasága",2015, 108 p. ( ISBN 978-2-02-127996-2 ).
-
Symposium "Kormányzás algoritmusok" az 1- st február 2016.
-
Francis Donnat, A mesterséges intelligencia, a magánélet fenyegetése? , Powers Review n ° 170, küszöb,2019. szeptember, 210 p. ( ISBN 978-2-02-140678-8 ) , p. 95
-
2018. november 17-i kiadás , Cathy O'Neil: "Az algoritmusok megalkotják saját valóságukat" [1]
-
" " Az algoritmusok a társadalmi uralom fegyverei " ", Bibliobs ,2018. december 2( online olvasás , konzultáció 2018. december 3 - án )
-
Dominique Cardon, A vászon, amelyet szeretnénk , Bernard Stiegler, 23–43
-
Karine Mauvilly, Cyber-minimalizmus , Seuil,2019( ISBN 2021402614 ) , p. 209
-
Wendell Wallach, Colin Allen, „ Morális gépek: robotok tanítása rosszul ”, Oxford University Press ,2010
-
Gibert, Martin , Moral to Robots: Bevezetés az algoritmusok etikájába ( ISBN 978-2-89759-517-3 , 2-89759-517-5 és 978-2-89759-518- 0 , OCLC 1146545412 ).
Függelékek
Kapcsolódó cikkek
Külső linkek