Materi Informatika Kelas 10 Bab 2 Berpikir Komputasional - Soalpoint

Pada materi bab Berpikir Komputasional,kalian mampu menjelaskan dan menerapkan algoritma standar untuk beberapa persoalan yang disajikan, menjelaskan bagaimana data disimpan dalam struktur data tertentu, dan menentukan strategi yang efektif untuk menyelesaikan persoalan yang sajikan.

Banyak peralatan dan aplikasi di dunia digital sekarang ini menggunakan komputer. Komputer dan aplikasinya dibuat oleh ahli Informatika sehingga membuat komputer tampak seperti mesin yang cerdas. Namun, benarkah komputer itu cerdas? Bagaimana komputer bisa melakukan tugas seperti manusia?

Apa itu Berpikir Komputasional?

Melalui Berpikir komputasional (BK), kalian akan berlatih berpikir seperti seorang ilmuwan Informatika, bukan berpikir seperti komputer karena komputer adalah mesin.

Kegiatan utama dalam BK ialah penyelesaian masalah (problem solving), untuk menemukan solusi yang efisien, efektif, dan optimal sehingga solusinya bisa dijalankan oleh manusia maupun mesin. 

Dengan kata lain, kegiatan dalam BK ialah mencari strategi untuk mengatasi persoalan. Persoalan apa yang akan diselesaikan? Sebetulnya, hampir semua persoalan sehari-hari mengandung konsep komputasi sehingga bisa diselesaikan dengan bantuan mesin komputer. 

Sebagai contoh, robot yang bertugas melayani penjualan di restoran atau mengantar makanan dan obat untuk pasien di rumah sakit yang sudah dipakai di beberapa negara maju, sistem komputer untuk memantau perkebunan sawit yang siap panen dan sebagainya. 

Sistem komputer pada pada hakikatnya meniru dunia ini untuk dijadikan dunia digital sehingga bisa membantu atau menggantikan manusia dalam melakukan pekerjaanpekerjaan yang sulit maupun membosankan.

Ada 4 fondasi berpikir komputasional yang dikenal dalam ilmu Informatika, yaitu Abstraksi, Algoritma, 

Dekomposisi, dan Pola, yang sangat mendasar dan secara garis besar dijelaskan sebagai berikut.

1. Abstraksi, yaitu menyarikan bagian penting dari suatu permasalahan dan mengabaikan yang tidak penting sehingga memudahkan fokus kepada solusi.

2. Algoritma, yaitu menuliskan otomasi solusi melalui berpikir algoritmik (langkah-langkah yang terurut) untuk mencapai suatu tujuan (solusi).

Jika langkah yang runtut ini diberikan ke komputer dalam bahasa yang dipahami oleh komputer, kalian akan dapat “memerintah” komputer mengerjakan langkah tersebut.

3. Dekomposisi dan formulasi persoalan sedemikian rupa sehingga dapat diselesaikan dengan cepat dan efisien serta optimal dengan menggunakan komputer sebagai alat bantu. Persoalan yang sulit apalagi besar akan menjadi mudah jika diselesaikan sebagian-sebagian secara sistematis.

4. Pengenalan pola persoalan, generalisasi serta mentransfer proses penyelesaian persoalan ke persoalan lain yang sejenis.

BK perlu diasah dengan latihan rutin, mulai dari persoalan sederhana dan kecil. Kemudian, secara bertahap, persoalannya ditingkatkan menjadi makin besar, kompleks, dan rumit. Makin besar dan kompleks suatu persoalan, solusinya makin membutuhkan komputer agar dapat diselesaikan secara efisien. Pada tingkat SD dan SMP, strategi penyelesaian persoalan belum secara khusus dirumuskan dalam bentuk algoritma. 

Pada tingkat SMA, kalian akan belajar bagaimana caranya agar solusi masalahnya bisa dituliskan dalam bentuk algoritma yang efisien dan siap dibuat menjadi program komputer.

A. Pencarian (Searching)

Hidup adalah pencarian yang tiada henti. Mari, kita berpikir ke pengalaman “mencari” dalam kehidupan sehari-hari. Perhatikan contoh berikut.

1. Pernahkah kalian merasa kebingungan saat mencari sebuah buku di lemari buku kalian? Atau bahkan di perpustakaan? Saat kalian meminta bantuan kepada petugas perpustakaan, mengapa dia dapat menemukan buku yang kalian cari dengan waktu yang lebih singkat?

2. Suatu hari, kalian kehilangan baju seragam yang harus dipakai pada hari itu dan kalian mencarinya. Apa strategi kalian supaya baju tersebut cepat ditemukan?

3. Kalian mengingat sebuah potongan lirik lagu, tetapi tidak ingat judul lagu tersebut. Bagaimana kalian bisa menemukan lagu tersebut dengan cepat?

Apa itu mencari? Mencari adalah menemukan “sesuatu” yang bisa berupa benda, angka, konsep, informasi yang memenuhi kriteria tertentu dalam suatu ruang pencarian. Masalah pencarian sangat umum ditemukan di dalam kehidupan, termasuk dalam dunia komputasi. Ketika melakukan suatu pencarian, kalian harus menemukan suatu benda atau objek yang memenuhi kriteria tertentu dari sekumpulan benda atau objek lain. 

Beberapa contoh dari masalah pencarian yang sering kalian temui ialah sebagai berikut.

1. Mencari buku dengan judul tertentu di rak buku perpustakaan.

2. Mencari pakaian batik seragam kalian di lemari yang berisi semua pakaian yang kalian miliki.

3. Mencari dokumen atau web tertentu dengan mesin pencari seperti Google. Mencari benda nyata gampang, tinggal kita lihat dan kita cocokkan dengan mata. Namun, mencari informasi atau konsep yang tidak kelihatan? Hmmmmm… Tidak mudah!

B. Pengurutan (Sorting)

Saat merapikan sesuatu, misalnya koleksi buku, kita menyusun buku tersebut dengan menggunakan suatu aturan. Misalnya, jika kita memiliki koleksi buku cerita berseri, kemungkinan besar kita akan menyusunnya secara berurut dari volume pertama hingga volume yang terbaru. Atau, ketika sedang berbaris, kita diminta untuk membentuk barisan berdasarkan tinggi badan. 

Hal-hal tersebut merupakan sebuah proses pengurutan atau sorting. Proses pengurutan akan menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari program komputer atau aplikasi yang sering kita gunakan. Pada aktivitas ini, kita akan melihat bagaimana proses pengurutan dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai strategi. Pelajarilah strateginya

Terdapat beberapa teknik (algoritma) untuk melakukan pengurutan seperti bubble sort, insertion sort, quick sort, merge sort, dan selection sort. Pada unit ini, hanya akan diberikan penjelasan untuk setiap tiga teknik ialah sebagai berikut. Teknik lainnya dapat kalian pelajari dari referensi yang diberikan.

1. Insertion Sort

Insertion Sort adalah salah satu algoritma yang digunakan untuk permasalahan pengurutan dalam list (daftar objek). Sesuai namanya, insertion sort mengurutkan sebuah list dengan cara menyisipkan elemen satu per satu sesuai dengan urutan besar kecilnya elemen hingga semua elemen menjadi list yang terurut. Misalnya, dalam kasus mengurutkan elemen list dari yang terkecil hingga terbesar (ascending), tahap pertama ialah kita akan membaca suatu elemen dengan elemen yang berdekatan. Apabila elemen yang berdekatan dengan elemen saat ini lebih kecil, elemen yang lebih kecil akan ditukar dengan elemen yang lebih besar dan dibandingkan kembali dengan elemenelemen sebelumnya yang sudah terurut. Apabila elemen saat ini sudah lebih besar dari elemen sebelumnya, iterasi berhenti. Hal ini dijalankan satu per satu hingga semua list menjadi terurut.

C. Tumpukan (Stack) dan Antrean (Queue)

Kita akan mempelajari dua buah konsep cara penyimpanan data/objek dalam sebuah struktur yang akan menentukan urutan pemrosesan data/objek tersebut, yaitu tumpukan (stack) dan antrean (queue). 

Kedua konsep ini memiliki prosedur yang berbeda dalam menyimpan dan mengeluarkan data. Kedua

konsep tersebut masing-masing memiliki peranan yang berbeda dan digunakan pada situasi yang berbeda pula.

Ingin Tahu Lebih?

Jika ingin belajar lebih mendalam tentang materi di atas, kalian bisa mengunjungi tautan berikut ini.

Pencarian (Searching)

1. Search Algorithm: https://en.wikipedia.org/wiki/Search_algorithm

2. Binary Search: https://khanacademy.org/computing/computerscience/algorithms/binary-search

Pengurutan (Sorting)

1. Sorting Algorithm: https://en.wikipedia.org/wiki/Sorting_algorithm

2. Video Bubble Sort:https://youtu.be/nmhjrI-aW5o

3. Video Insertion Sort: https://youtu.be/OGzPmgsI-pQ

4. Video Selection Sort:https://youtu.be/xWBP4lzkoyM

Rekursi

1. Rekursi: https://en.wikipedia.org/wiki/Recursion

Graf:

1. Graf: https://en.wikipedia.org/wiki/Graph_(discrete_mathematics)

2. Penelusuran graf: https://en.wikipedia.org/wiki/Graph_traversal