Algorithmen: Schritt für Schritt
Ein Algorithmus ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, die so genau ist, dass jemand, oder ein Computer, sie befolgen kann, ohne zu raten.
Du kannst hier direkt anfangen: Du brauchst kein Vorwissen.
Warum
Deine Mama sagt: Mach dir mal ein Butterbrot. Ein Roboter käme da nicht weiter. Warum verstehst du es und ein Computer nicht?
Du ergänzt selbst, was nicht gesagt wird: welches Brot, welches Messer, wie viel Schokocreme. Das hast du schon hundertmal gesehen.
Ein Computer weiß nichts von selbst. Er tut genau das, was dasteht, nicht mehr und nicht weniger. Darum musst du ihm einen Plan geben, in dem jeder Schritt klar ist. So ein Plan heißt Algorithmus.
Sieh es
Wähle die Temperatur und ob es regnet. Geh dann Schritt für Schritt durch das Schema und schau, welchen Weg du nimmst.
Was ziehst du an?
Beschreibung des Bildes
Ein Flussdiagramm mit Fragen in Rauten und Anweisungen in Rechtecken. Zuerst: Regnet es? Wenn ja, nimm einen Regenschirm. Dann: Ist es kälter als 10 Grad? Wenn ja, eine Jacke. Wenn nein: Ist es kälter als 18 Grad? Wenn ja, einen Pulli, sonst ein T-Shirt. Bei jedem Schritt leuchtet das Feld auf, in dem du gerade bist.
Versteh es
Ein Algorithmus ist eine endliche Reihe von Schritten, die ein Problem löst. Jeder Schritt ist genau: Es gibt nichts zu raten. Wenn du dem Plan folgst, kommst du immer ans Ende.
Manche Schritte sind einfache Anweisungen: nimm, stell, gieß. Andere Schritte sind Entscheidungen: Wenn es regnet, nimm einen Regenschirm. Eine Entscheidung hat eine Frage, auf die du mit Ja oder Nein antwortest.
Ein Flussdiagramm zeichnet so einen Plan. Rechtecke sind Anweisungen, Rauten sind Fragen, Pfeile zeigen den Weg. Du beginnst bei Start und folgst den Pfeilen bis Ende.
Die Reihenfolge zählt. Erst die Zahnpasta auf die Bürste, dann putzen. Vertauschst du zwei Schritte, funktioniert der Plan nicht mehr.
Ein Algorithmus: genaue Schritte, in einer festen Reihenfolge, mit Fragen, wo du dich entscheiden musst, und einem klaren Ende.
Gelöstes Beispiel
Folge dem Schema: Es ist 14 °C und es regnet nicht. Was ziehst du an?
Regnet es? Nein, also kein Regenschirm.
Ist 14 kälter als 10? Nein, also geh zur nächsten Frage.
Ist 14 kälter als 18? Ja, also ein Pulli.
- Antwort
Du ziehst einen Pulli an.
Mach es
Wähl eine Stufe. Du bekommst jedes Mal eine neue Aufgabe, die sofort kontrolliert wird.
Stolperfallen
Falsch: Der Computer versteht schon, was ich meine.
Ein Computer rät nicht. Was du nicht aufschreibst, passiert nicht, und was du falsch aufschreibst, passiert falsch.
Richtig: Schreib jeden Schritt so genau auf, dass jemand, der nichts weiß, ihm folgen kann.
Falsch: Die Reihenfolge der Schritte ist egal.
Erst über die Straße gehen und dann schauen ist etwas ganz anderes als erst schauen und dann über die Straße gehen.
Richtig: Prüfe bei jedem Schritt, ob alles für den nächsten bereit ist.
Falsch: Ein Algorithmus ist etwas mit Zahlen oder einem Computer.
Ein Rezept, eine Wegbeschreibung oder die Spielregeln eines Kartenspiels sind auch Algorithmen.
Richtig: Jede genaue Schritt-für-Schritt-Anleitung ist ein Algorithmus, mit oder ohne Computer.
Im Alltag
- Ein Rezept für Pfannkuchen ist ein Algorithmus: erst Mehl und Eier, dann langsam Milch dazu, dann backen.
- Ein Routenplaner sucht mit einem Algorithmus den kürzesten Weg von deinem Haus zur Sporthalle.
- Eine Waschmaschine folgt einem Programm: Wasser rein, drehen, spülen, schleudern.
- Am Zebrastreifen folgst du einem festen Plan: anhalten, links schauen, rechts schauen, noch einmal links.
Geschichte
Das Wort Algorithmus kommt vom Namen al-Chwarizmi, eines persischen Mathematikers, der im neunten Jahrhundert in Bagdad arbeitete. Er schrieb Bücher über das Rechnen mit Schritten, denen man folgen konnte.
Am Esstisch
Schreibt zusammen eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für etwas ganz Alltägliches, zum Beispiel die Schuhe anziehen. Lest sie dann jemandem vor, der alles wörtlich nimmt. Wo geht es schief?
Eine Frage, über die ihr gemeinsam sprecht, Eltern und Kinder. Es gibt keine falsche Antwort.