Algoritmusok a kora-középkori Bagdadtól a posztmodern jelenig

Algoritmusok a kora-középkori Bagdadtól a posztmodern jelenig
Az algoritmus matematikai és számítástudományi jelentésén jócskán túlmutató, a populáris kultúrában is elterjedt kulcsfogalom. Sorozatunkban ezeket a hétköznapi és üzleti folyamatok értelmezéséhez ma már megkerülhetetlen infokommunikációs fogalmakat (gépi tanulás, MI stb.) vesszük górcső alá.

A mesterségesintelligencia-megoldások térhódításával, széleskörű hétköznapi alkalmazásaikkal egyre gyakrabban hangzanak el olyan kijelentések, hogy „hamarosan mindent algoritmusok fognak irányítani.” Algoritmusokon alapulnak az MI-k, a gépi tanulás és az egyszerű programok is – mindegyik modern létünk meghatározó, számításokhoz, adatfeldolgozáshoz, automatizált érveléshez, döntéshozáshoz egyaránt felhasználható eszköze. De mit is jelent pontosan a köznyelvben is meghonosodott, manapság az egyik legtöbbet kutatott absztrakt fogalom?

Mit is nevezünk algoritmusnak?

Általános megközelítésben problémamegoldásra, feladat-végrehajtásra alkalmas többlépéses módszert, utasítássort, egyértelmű útmutatást... Algoritmus az a recept, amely alapján a pék süti a kenyeret, a mobiltelefon működtetését leíró használati utasítás, a komputert vezérlő program és így tovább. A szoftverek algoritmusok és a hozzájuk kapcsolódó adatok sokaságából tevődnek össze. A véges számú lépésből álló, véges szöveggel leírható, lépésről lépésre átgondolt cselekvéssorozatban minden egyes – tovább már nem bontható, elemi – lépés pontos szabályok szerint kivitelezhető, és bármilyen időpontban egyértelmű, hogy mi lesz a soron következő lépés.

A problémamegoldás a cél meghatározásával és a végrehajtáshoz szükséges terv kidolgozásával kezdődik. Fontos, hogy az általánost megkülönböztessük a konkréttól, mert a nem egyértelmű, nyitott, többféleképpen értelmezhető problémákra nincs algoritmikus megoldás. Logikus, miért nincs: egyszerűen nem rendelkezünk elég információval hozzá.

A lépéseknek egymástól függetlennek, relevánsnak kell lenniük, és teljes rendszert kell alkotniuk. Nincsenek határozatlan lépések, és ha több kivitelezési opció áll rendelkezésre, ki kell választani az egyiket. Egyetlen utasításban sem szerepelhetnek olyan szavak, hogy „nagyjából”, „kb.” és hasonlók, mert nincs véletlen választási lehetőség, a hagyományos algoritmus ugyanis determinisztikus.

Számítástudományi értelemben: a problémamegoldásra javasolt utasítássor akkor algoritmus, ha létezik minden megoldható bemenetre (inputra) megálló komputer, és ugyanaz a bemenet mindig ugyanazt a kimenetet (outputot) adja. Egyik legfontosabb tulajdonsága a végesség, ez alól csak vezérlőrendszerek és interaktív programok kivételek. Esetükben a gép a mi utasításunkra áll meg, egyébként az említett programok folyamatosan futnak rajta.

A jelenlegi számítástudomány részben a mesterségesintelligencia-fejlesztések hatására tovább bővíti az algoritmus jelentéskörét, és a kutatók ma már a véletlent is igyekeznek minél inkább figyelembe venni.

Maga az algoritmus kifejezés a nagyhatású Algebra és a hindu tízes számokat („az” arab számokat) ismertető könyvek bagdadi szerzője, al-Hvárizmi (kb. 780-845) nevének latin változatából (Algorithmi) ered. Az első számítógépes algoritmust Lord Byron lánya, Lady Ada Lovelace írta 1842-ben a feltaláló Charles Babbage soha el nem készült Analitikus Gépére, és így nem is tesztelhette. Közel egy évszázaddal később, 1937-ben a mesterségesintelligencia-kutatás atyja, Alan Turing próbálta definiálni a modern algoritmusfogalmat. Algoritmusok pontos leírására dolgozta ki az úgynevezett Turing-gép, a digitális komputerek leegyszerűsített változatának elméletét. Az algoritmussal megoldható problémák megoldhatók egy ilyen géppel is – mondja ki a számításelmélet alapját jelentő Church-Turing tézis. Turing és néhány kortársa törekvéseiből született meg a számítástudomány. A következő részben a gépi tanulást, a tanulóalgoritmusokat vizsgáljuk.

 

Kövesd az oldalunkat a Facebook-on és a Twitteren is!


Kömlődi Ferenc

Kömlődi Ferenc, jövőkutató, író. Szakterülete: jövőkutatás, mesterséges intelligencia, ember-gép viszony, transzhumanizmus. Az NJSZT havi Hírmagazinjának, blogjának (Jelenből a jövőbe), ...