Model vs Algorithm: Rozdíl a srovnání

Modely a algoritmy jsou nejzákladnějšími pojmy v matematice a aplikovaných vědách, které je používají, a v moderních informačních technologiích. Místa, která zaujímají tyto pojmy, jsou však zcela odlišná. To je zvláště jasné ve výpočetní matematice: zatímco Model se používá pouze jako formální popis výpočetního objektu, Algoritmus je základem pro samotnou organizaci počítačového procesu. 

Algoritmy jsou všude kolem nás. Svět zvířat, lidé, počítače a stroje jsou založeny na jejich principech. Některé z nich jsou zřejmé, jiné jsou skryté, ale to neznamená, že neexistují. Jaký je ale rozdíl mezi modelem a algoritmem? Pojďme to zjistit.

Key Takeaways

1. Model představuje vztah mezi proměnnými v systému, zatímco algoritmus je postup krok za krokem k vyřešení problému nebo provedení úkolu.
2. Modely mohou být statické nebo dynamické a poskytují předpovědi nebo náhledy, zatímco algoritmy poskytují pokyny k dosažení konkrétního cíle.
3. Algoritmy lze použít k vytvoření nebo optimalizaci modelů, zatímco modely lze použít jako vstup pro různé algoritmy.

Model vs Algoritmus

Model definuje vzory. Model lze použít k předpovědi pomocí předchozích dat. Algoritmy lze vytvářet pomocí modelů. Modelem může být počítačový program. Algoritmus je posloupnost instrukcí, kterými se řeší konkrétní problém. Algoritmy mohou být založeny na matematických výpočtech. Algoritmy lze použít v různých oblastech, včetně IT.

Vlastnosti algoritmu:

1. Univerzálnost (masivnost) – použitelnost algoritmu na různé množiny vstupních dat.
2. Diskrétnost – proces řešení problému podle algoritmu je rozdělen do samostatných akcí.
3. Konečnost – každá z akcí a celý algoritmus jako celek je nutně dokončen.
4. Výsledky – po ukončení provádění algoritmu je bezpodmínečně získán konečný výsledek.
5. Proveditelnost (efektivita) – výsledku algoritmu je dosaženo na konečný počet kroků.
6. Determinismus (jistota) – algoritmus by neměl obsahovat žádné předpisy, jejichž význam lze vnímat nejednoznačně. Tj. stejný předpis po provedení musí dát stejný výsledek.
7. Konzistence – pořadí provádění příkazů musí být jasné vykonavatel a nesmí připouštět dvojznačnost.

Model funguje jako program a může provádět předpovědi na základě funkčnosti již zabudované do algoritmu. Modely jsou tedy algoritmy pracující na datech. Model je reprezentace toho, co se algoritmus již naučil.

Rozlišují se následující vlastnosti modelů:

1. Přiměřenost
2. Detail
3. Hodnota

Adekvátnost je míra, do jaké model odpovídá skutečnému objektu nebo procesu. Adekvátnost je jednou z nejdůležitějších vlastností, které určují hodnotu modelu.

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Model	Algoritmus
Definice	Model je vyjádřením algoritmu, který identifikuje skryté vzory.	Algoritmus je sada dobře definovaných instrukcí používaných pro řešení složitého problému.
Význam	Model je reprezentace toho, co již bylo algoritmem naučeno.	Algoritmy jsou motory strojového učení, které převádějí datovou sadu do režimu.
Pojem	Model je počítačový program se specifickými instrukcemi a datovými strukturami.	Algoritmy jsou založeny na statistice, počtu a lineární algebře.
Kde se používá	může najít vzory nebo se rozhodovat z dříve neviditelné datové sady	Algoritmy se používají ve všech oblastech IT a mnoha dalších odvětvích
Styl	Binární klasifikace, vícetřídní klasifikace a regrese	Pod dohledem, napůl pod dohledem, bez dozoru a posílení

Co je Model?

Model ukládá výstup „algoritmu“. Představuje to, co bylo extrahováno z algoritmu „učení“ z dat, a obsahuje specifickou sadu funkcí z algoritmu. Model je reprezentace reálných nebo imaginárních objektů světa a jejich vlastností. 

Modely jsou široce používány ve vědeckém výzkumu (za účelem získávání nových poznatků o světě kolem nás), ve strojírenství a v praktických lidských činnostech. Žádný model nedokáže s absolutní přesností reprodukovat všechny vlastnosti a chování svého prototypu, a proto numerické či jiné výsledky získané na základě modelu odpovídají skutečnosti jen přibližně, s určitou mírou přesnosti. Někdy lze přesnost modelu vyjádřit v některých jednotkách a někdy se musíme omezit na „kvalitativní“ odhady nebo jen na zdravý rozum.

Co je to algoritmus?

Algoritmus je jasná posloupnost akcí, jejichž provedení dává nějaký předem stanovený výsledek. Zjednodušeně řečeno je to soubor instrukcí pro určitý úkol. Termín je nejznámější v Computer Science, kde odkazuje na pokyny pro efektivní řešení problému. Algoritmy nyní označují jakoukoli sekvenci akcí, kterou lze jasně popsat a rozdělit do jednoduchých kroků, které vedou k cíli.

Slovo „algoritmus“ pochází ze jména středoasijského matematika al-Khwarizmiho.

(IX. století) a byl používán v matematice k označení pravidel provádění čtyř aritmetických operací: sčítání, odčítání, násobení a dělení. V dnešní době se pojem algoritmus používá nejen v matematice, ale také v mnoha oblastech lidské činnosti,

Hlavní rozdíly mezi modelem a algoritmem

Algoritmus

1. Algoritmy jsou postupy prováděné na datech za účelem nalezení vzorů a učení.
2. Algoritmy jsou typem automatického programování, ve kterém strojové učení modely představují samotný program.
3. Algoritmy jsou založeny na statistice, počtu a lineární algebře.
4. Algoritmus – jasný a přesný předpis (instrukce) pro výkonného umělce, aby provedl určitý sled akcí k dosažení stanoveného cíle nebo vyřešení daného problému.
5. Algoritmus má řadu vstupních veličin – argumentů, které se nastavují před začátkem práce. Cílem algoritmu je získat výsledek.

Model

1. Model je nějaký objekt, systém objektů, procesů nebo jevů, v tom či onom smyslu podobný jiným objektům, systémům objektů, procesům nebo jevům.
2. Lineární regrese model ukládá vektor koeficientů a konstant, které nejlépe odpovídají datům.
3. Modely jsou výsledkem algoritmů a skládají se z dat a predikčního algoritmu.
4. Šablona rozhodovacího stromu ukládá sadu příkazů if-then odpovídajících jednotlivým větvím.
5. Model lze uložit na později a funguje jako program využívající dříve uložené funkce algoritmu k vytváření nových předpovědí.

Poslední aktualizace: 25. listopadu 2023