알고리즘(Algorithm)은 특정 문제를 해결하거나 특정 작업을 수행하기 위해 정의된 일련의 절차나 규칙이다. 알고리즘은 문제를 해결하기 위해 필요한 단계들을 순서대로 나열한 것이며, 일반적으로 입력을 받아 특정 출력을 생성하는 방식으로 작동한다.
알고리즘의 주요 특징은 다음과 같다.
1. 명확성: 알고리즘은 각 단계가 명확하고 이해 가능해야 한다. 각 작업은 모호하지 않게 정의되어야 하며, 사용자나 컴퓨터가 쉽게 따라할 수 있어야 한다.
2. 유한성: 알고리즘은 유한한 단계를 통해 종료되어야 한다. 무한히 반복되거나 정지하지 않는 알고리즘은 유용하지 않다.
3. 입력: 알고리즘은 0개 이상의 입력을 받을 수 있으며, 이 입력을 기반으로 결과를 도출한다. 입력은 문제 해결에 필요한 정보나 데이터로 구성된다.
4. 출력: 알고리즘의 결과로 1개 이상의 출력을 생성한다. 출력은 알고리즘을 통해 해결하고자 하는 문제의 해답이나 결과이다.
5. 일반성: 알고리즘은 특정 문제에 대한 해결책뿐만 아니라 유사한 문제에 대해서도 적용 가능해야 한다. 일반적인 문제를 해결하기 위한 방법론을 제공하는 것이 중요하다.
알고리즘은 다양한 분야에서 중요한 역할을 하며, 컴퓨터 과학에서는 특히 프로그래밍, 데이터 처리, 인공지능, 최적화 문제 등을 해결하기 위해 필수적으로 활용된다. 대표적인 알고리즘의 예로는 정렬 알고리즘(예: 퀵정렬, 병합정렬), 탐색 알고리즘(예: 이진 탐색), 그래프 알고리즘(예: 다익스트라 알고리즘) 등이 있다.
알고리즘의 효율성을 평가하기 위해 시간 복잡도와 공간 복잡도 같은 개념이 사용된다. 시간 복잡도는 알고리즘이 실행되는 데 걸리는 시간을, 공간 복잡도는 알고리즘이 실행되는 동안 필요한 메모리 공간을 측정한다. 일반적으로 알고리즘의 효율성을 높이는 것은 컴퓨터 과학의 주요 연구 분야 중 하나이다.