Qu'est-ce qu'un algorithme en informatique ?

Un algorithme est une méthode précise et structurée destinée à résoudre un problème ou à accomplir une tâche. En informatique, il décrit, sous la forme d’une suite finie d’instructions ou de règles logiques, la manière dont des données doivent être traitées pour obtenir un résultat. Il peut par exemple indiquer comment classer des nombres, rechercher un élément dans une liste ou calculer un itinéraire. L’algorithme constitue ainsi le raisonnement qui précède et organise l’exécution d’un programme.

Une méthode distincte du programme

Un algorithme n’est pas nécessairement écrit dans un langage de programmation. Il peut être présenté en langage courant, sous forme de pseudo-code ou au moyen d’un schéma logique. Pour être exécuté par un ordinateur, il doit ensuite être traduit dans un langage tel que Python, Java ou C, puis intégré à un programme. Plusieurs programmes différents peuvent donc mettre en œuvre un même algorithme, tandis qu’un programme peut combiner plusieurs algorithmes pour réaliser une fonction complète. Cette distinction permet de séparer la conception de la méthode de son implémentation technique.

Des étapes précises et organisées

Pour être exploitable, un algorithme doit fournir des règles suffisamment précises pour que chaque étape puisse être comprise et appliquée sans interprétation arbitraire. Il prend généralement une ou plusieurs données d’entrée, leur applique une série d’opérations, puis produit une sortie : une valeur, une décision, une liste transformée ou un autre résultat. Sa description est finie, même si elle peut comporter des répétitions et des choix conditionnels. Dans les conditions prévues, l’exécution doit normalement parvenir à une conclusion ; un algorithme conçu pour parcourir une liste, par exemple, doit préciser quand la recherche s’arrête.

Des usages très variés

Les opérations courantes de l’informatique reposent sur des algorithmes. Un algorithme de tri réorganise les éléments d’une liste selon un ordre donné. Un algorithme de recherche examine des données afin d’y trouver une information ou de vérifier sa présence. D’autres algorithmes servent à compresser des fichiers, chiffrer des messages, analyser des images ou traiter les données d’une base de données. Les systèmes de navigation et les moteurs de recherche utilisent eux aussi des méthodes algorithmiques pour comparer des possibilités et produire un résultat à partir de nombreuses données.

La question de l’efficacité

Deux algorithmes peuvent résoudre le même problème tout en mobilisant des quantités différentes de temps de calcul ou de mémoire. L’analyse de leur complexité permet d’étudier l’évolution de ces besoins lorsque le volume des données augmente. Par exemple, une recherche séquentielle parcourt potentiellement tous les éléments d’une liste, tandis qu’une recherche dichotomique peut réduire rapidement le nombre de possibilités lorsqu’elle s’applique à une liste triée. Le choix d’un algorithme dépend donc du problème à résoudre, des contraintes sur les données et des ressources disponibles. Tous les algorithmes ne sont d’ailleurs pas obligatoirement déterministes : certains utilisent une part d’aléatoire, mais ils restent définis par des règles précises.