Jedným zo zdanlivo najpoužívanejších slov v technike je „algoritmus“. Od aplikácií vo vašom telefóne až po senzory vo vašich nositeľných zariadeniach a spôsob, akým sa príspevky zobrazujú vo vašom informačnom kanáli na Facebooku, budete nútení nájsť službu, ktorá nie je poháňaná nejakou formou algoritmu.
Techniky strojového učenia a umelá inteligencia – najväčší a najvýznamnejší technologický pokrok náš čas – nemôže fungovať bez súboru algoritmov, takže ide o mimoriadne dôležitý koncept pre budúcnosť technológií.
Čo je to algoritmus?
Algoritmus možno najlepšie opísať ako presný súbor inštrukcií, ktoré bude počítač dodržiavať, aby dosiahol požadovaný výsledok, zvyčajne na vyriešenie problému. Inštrukcie algoritmu musia pozostávať z niekoľkých krokov vykonávaných v správnom poradí a čo robiť v každom kroku závisí od výsledku predchádzajúcich krokov.
Napríklad algoritmy, ktoré poháňajú Instagram, ako príklad, budú naprogramované tak, aby doručili upozornenia do vášho telefónu, keď sa niekomu páči vaša fotografia. Potom budú napísané, aby pridali toto Páči sa mi k počtu už nazbieraných hodnotení Páči sa mi, aby sa aktualizoval celkový súčet.
Pozri súvisiace
„Algoritmy fungujú na vstupných údajoch, ktorými môže byť zoznam čísel, ktoré je potrebné zaradiť do vzostupného poradia, alebo hodnoty RGB obrázka, kde algoritmus potrebuje zistiť, či je prítomná ľudská tvár [napríklad technológia rozpoznávania tváre],“ vysvetľuje Will Addison, hlavný inžinier a odborník na algoritmy pri Cambridge Consultants.
Vysvetľuje, že zatiaľ čo niektoré algoritmy zaručene dosiahnu výsledok, po ktorom túžia, mnohé nie. Väčšina algoritmov je plne deterministická, zatiaľ čo niektoré využívajú na dosiahnutie svojich výsledkov náhodné čísla.
„Algoritmy sa niekedy porovnávajú s receptami na prípravu jedla a to je do istej miery spravodlivé, ale kľúčová vec na algoritmoch je, že nenechávajú priestor na interpretáciu,“ dodáva Addison. "Musia byť absolútne presné a plne predpisujúce, čo robiť v každom kroku."
Prečo sú algoritmy také dôležité?
Algoritmy prichádzajú v mnohých tvaroch a veľkostiach, od krátkych a jednoduchých až po dlhé a zložité. Na najkomplexnejšom konci tohto spektra sú algoritmy strojového učenia. Tieto sú navrhnuté tak, aby sa kroky učili automaticky a sú vo všeobecnosti také zložité, že pre človeka je nemožné úplne pochopiť, ako dosahujú výsledky, ktoré robia.
Počítače bez algoritmov by nemali žiadny účel a žiadne využitie. Algoritmy sú spôsob, akým dávame počítačom pokyn, aby robili to, čo od nich potrebujeme. Tieto algoritmy sú vyjadrené vo forme počítačového kódu, ale kľúčové sú myšlienky vyjadrené v algoritmoch. Mnohé služby navyše závisia od množstva spoločne spolupracujúcich algoritmov.
Za navrhovanými novými nariadeniami EÚ stoja obavy z nepreniknuteľnosti niektorých z týchto algoritmov, ktoré naznačujú, že máme právo na vysvetlenie každého rozhodnutia, ktoré o nás urobí automatizovaný systém spracovanie. Keďže algoritmy sú takou dôležitou zložkou pripravovanej technológie, a teda aj našej budúcnosti, je ťažké preceňovať úlohu, ktorú zohrávajú algoritmy.
Ako fungujú algoritmy? Príklad
Príkladom úspešného, no veľmi jednoduchého každodenného algoritmu je algoritmus, ktorý používa typický systém ústredného kúrenia na udržanie domu na požadovanej teplote. Vstupmi do algoritmu by bola požadovaná teplota a meranie aktuálnej teploty na termostate.
Algoritmus v každom okamihu určuje, či sa má kúrenie zapnúť alebo vypnúť, a to nasledujúcim spôsobom:
Ak je nameraná teplota o 1 stupeň nižšia ako požadovaná teplota (alebo nižšia), kúrenie sa zapne
Ak je nameraná teplota v rozmedzí 1 stupňa od požadovanej teploty, potom sa kúrenie ponechá v aktuálnom stave
Ak je nameraná teplota o 1 stupeň vyššia ako požadovaná teplota (alebo vyššia), ohrev sa vypne
Addison hovorí, že práca, ktorú vykonávajú konzultanti Cambridge pre katapult energetických systémov, je dobrým príkladom toho, ako sa zvyšuje schopnosť lacno zbierať viac údajov a spúšťať výpočtovo náročnejšie algoritmy zlepšuje systémy okolo nás, čím umožňuje inteligentnej domácnosti.
Zhromažďovaním väčšieho množstva údajov generovaných používateľmi z termostatov, Katapult energetických systémovSystém je schopný „dodávať“ do algoritmu teplotu z každej miestnosti v dome, a nie iba teplotu z jedného bodu v dome.
„Algoritmus riadenia vykurovania je tiež informovaný o požadovanej teplote počas niekoľkých nasledujúcich hodín,“ dodáva. „Má teda model, ktorý dokáže predpovedať, ako sa bude v priebehu času meniť teplota každej miestnosti v dome, pričom zohľadňuje aj teplotu vonkajšieho vzduchu. V každom okamihu predpovedá, ako sa zmenia teploty v každej miestnosti so zapnutým aj vypnutým radiátorom.“
Tieto predpovede sa používajú na rozhodnutie, kedy zapnúť každý radiátor. Výsledkom je, že algoritmus je oveľa zložitejší, ale prináša oveľa lepšiu používateľskú skúsenosť, otáčanie kúrenie sa zapne v správny čas, takže keď sa vrátite domov, budú tie správne miestnosti teplé práca. Inteligentnejší a prispôsobenejší systém vďaka použitiu vylepšených algoritmov.
