Materi Informatika Kelas 11 Bab 2 Strategi Algoritmik dan Pemrograman - Soalpoint

Rangkuman Materi Informatika SMA/MA Kelas 11 Bab 2 | Kurikulum Merdeka | Proses Pemrograman | Pengertian Pemrograman | Langkah-Langkah Pemrograman | Contoh Kasus Siklus Pemrograman |

Pengertian Pemrograman

Pemrograman menurut buku “Oxford Dictionary of Computer Science” adalah seluruh aktivitas teknis yang dilakukan untuk menghasilkan suatu program, termasuk analisis kebutuhan dan seluruh langkah desain dan implementasi suatu program.

Langkah-Langkah Pemrograman

• Menganalisis permasalahan (Analyzing): pemrogram menganalisis suatu kebutuhan atau keadaan saat ini untuk menghasilkan definisi permasalahan yang perlu diselesaikan dengan program. Permasalahan yang dianalisis bisa berupa masalah yang baru atau penyempurnaan dari solusi yang sudah ada. Kemampuan berpikir komputasional digunakan untuk mencari abstraksi dari permasalahan yang akan diselesaikan. Permasalahan yang kompleks dapat didekomposisi ke beberapa masalah yang lebih kecil, namun saling berkaitan. Hingga akhirnya, pemrogram akan mengenali pola permasalahan tersebut sebagai sebuah variasi dari problem generik. Tahap ini menghasilkan pernyataan masalah (problem statement) yang menjelaskan masukan (input), keluaran (output), serta batasan-batasan (constraint) dari program yang akan dibuat.
• Mendesain solusi (Problem Solving): dari pernyataan masalah ini, pemrogram merencanakan strategi untuk menghasilkan keluaran berdasarkan masukan yang diterima. Pemrogram tidak harus merencanakan solusi dari awal. Mereka dapat menggunakan solusi atau potongan solusi yang sudah ada dari permasalahan yang telah diselesaikan sebelumnya. Bahkan, jika problem generik telah ditemukan, pemrogram dapat memodifikasi algoritma generik agar sesuai dengan permasalahan. Proses ini akan menghasilkan algoritma berupa narasi, pseudocode, atau diagram alir. Pada tahap ini, pemrogram juga akan mengevaluasi algoritma yang dibuat untuk memenuhi batasan dari permasalahan. Misalnya, apakah program dapat bekerja dengan cepat (kurang dari 1 detik) saat diberikan masukan yang berukuran besar, karena menunggu membuat pengguna tidak nyaman.
• Mengimplementasikan solusi dalam bentuk program (Coding): Pada tahap ini, pemrogram akan menulis kode program untuk menjalankan solusi yang telah direncanakan sebelumnya dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman. Memilih bahasa pemrograman menjadi pertimbangan di tahap ini. Selain itu, mengubah algoritma menjadi kode program juga melibatkan banyak pertimbangan teknis (misalnya: tipe data, struktur kontrol yang digunakan, dan lain-lain).
• Menguji program (Testing): Setelah program dapat dijalankan, program tersebut harus diuji untuk memastikan program berjalan dengan benar, sesuai dengan batasanbatasan yang diberikan. Pengujian dapat dilakukan dengan menggunakan berbagai strategi pengujian. Salah satu yang telah kalian pelajari di Kelas X adalah menguji program menggunakan kasus uji (test case) yang dibuat sedemikan rupa sehingga mewakili seluruh kemungkinan masukan dari program.
  

Contoh Kasus Siklus Pemrograman

Selanjutnya mari kita coba lakukan keempat langkah tersebut untuk membuat sebuah program yang dapat membantu seseorang mengidentifikasi jenis segitiga berdasarkan panjang ketiga sisinya. Seperti kita ketahui, ada beberapa jenis segitiga berdasarkan kondisi panjang masing-masing sisinya, misalnya segitiga sama sisi, segitiga sama kaki, atau pun segitiga sembarang. Bayangkan sebuah program yang dapat menentukan apakah sebuah segitiga termasuk segitiga sama kaki, sama sisi, atau bukan keduanya, jika diberikan data berupa ketiga panjang sisi-sisi dari segitiga yang dimaksud. Misalnya jika diberikan masukan berupa panjang sisi-sisi: 2, 2 dan 3, maka program tersebut tentunya harus menghasilkan keluaran “segitiga sama kaki”.

Mendefinisikan Permasalahan

Deskripsi di atas sangat abstrak dan luas. Oleh karena itu, sebagai pemrogram kita perlu mendefinisikan ruang lingkup dari permasalahan yang diberikan. Pada pengembangan perangkat lunak, ruang lingkup tersebut disebut sebagai kebutuhan (requirement). Definisi ini perlu dibuat dengan baik karena pengecekan kebenaran program yang kita buat akan bergantung pada definisi permasalahan yang telah dibuat. Untuk menggali requirement, kalian dapat bertanya kepada pembuat soal, kepada guru, atau kepada orang-orang yang nantinya akan menggunakan program kalian.

Misalnya pada deskripsi mengidentifikasi jenis segitiga di atas, kita perlu mencari jawaban dari beberapa pertanyaan berikut: (a) Bagaimana caranya mengidentifikasi apakah data panjang sisisisi tersebut menunjukkan sisi sebuah segitiga? (karena bisa jadi tidak ada segitiga yang memiliki panjang sisi-sisi sebagaimana data yang diberikan) (b) Bagaimana menentukan jenis segitiga dari panjang sisi-sisinya? (c) Jenis segitiga apa saja yang harus kita identifikasi (misalnya: apakah kita harus bisa mengidentifikasi segitiga siku-siku?) (d) Batasan seperti apa yang harus dipenuhi oleh data masukan? (e) keluaran seperti apa yang harus diberikan oleh program? dan seterusnya. Setelah pertanyaan-pertanyaan tersebut terjawab, kalian dapat membuat definisi permasalahan yang lebih formal. Contoh berikut dapat menjadi salah satu cara untuk mendefinisikan permasalahan ini setelah kalian mendapatkan jawaban dari pertanyaan-pertanyaan di atas.

Mengidentifikasi Jenis Segitiga

Deskripsi: Diberikan tiga buah bilangan bulat yang berada pada rentang [1, 1000] yang merupakan panjang sisi dari sebuah segitiga. Identifikasi apakah ketiga sisi tersebut membentuk segitiga sama sisi, atau segitiga sama kaki, segitiga sembarang, atau tidak bisa membentuk segitiga!

Masukan: Masukan terdiri atas tiga bilangan bulat a, b, dan c yang merupakan panjang masing-masing sisi segitiga pada rentang [1, 1000].

Proses: Dari masukan yang diberikan, kita harus menentukan terlebih dahulu, apakah ada segitiga dengan panjang sisi-sisi a, b dan c. Jika tidak ada, maka program dapat berhenti dan melaporkan bahwa data masukan tidak menunjukkan sisi-sisi sebuah segitiga. Jika ternyata a, b dan c merupakan sisi-sisi sebuah segitiga, maka program harus menentukan jenis segitiga apakah yang memiliki panjang sisi-sisi a, b dan c tersebut.

Keluaran: Keluaran berupa teks sebagai berikut ini:

• “Segitiga Sama Sisi” jika masukan berupa segitiga sama sisi.
• “Segitiga Sama Kaki” jika masukan berupa segitiga sama kaki.
• “Segitiga Sembarang” jika masukan berupa segitiga sembarang.
• “Bukan Segitiga” jika masukan bukan berupa segitiga.
  

Merancang Solusi

Setelah definisi persoalan (masukan, proses, keluaran) dibuat seperti di atas. Selanjutnya kalian akan mencoba menyusun algoritma untuk menyelesaikan permasalahan tersebut. Pertama-tama, untuk menentukan apakah ada segitiga yang memiliki sisi-sisi dengan panjang sesuai masukan, yaitu a, b dan c, maka nilai-nilai tersebut haruslah memenuhi aturan “Teorema Pertidaksamaan Segitiga” berikut:

“Untuk semua segitiga dengan panjang a, b dan c, maka haruslah berlaku a + b > c”

Jika kita terjemahkan teorema di atas untuk sebarang masukan a, b, dan c, kita harus memeriksa 3 buah kondisi berikut:

• a + b > c
• a + c > b
• b + c > a

Ketiga kondisi tersebut harus terpenuhi, agar a, b dan c dapat membentuk segitiga. Dengan kata lain, jika setidaknya salah satu kondisi tersebut tidak dipenuhi, maka ketiga sisi tersebut tidak bisa membentuk segitiga. Jika hal ini terjadi, program dapat melaporkan hasil ini dan kemudian langsung berhenti.

Jika tidak, berarti a, b dan c memang benar merupakan sisisisi sebuah segitiga, dan program dapat mengidentifikasi jenis segitiga yang sesuai. Selanjutnya, untuk mengidentifikasi jenis segitiga, kita dapat merancang aturan-aturan sebagai berikut:

• Jika tiga panjang sisi sama, maka segitiga tersebut adalah sama sisi;
• Jika hanya dua panjang sisi sama, maka segitiga tersebut sama kaki;
• Jika ketiga panjang sisi berbeda, maka segitiga tersebut adalah segitiga sembarang.

Mengimplementasikan Solusi dalam Bentuk Program (Coding)

Selanjutnya, kalian dapat mengimplementasikan algoritma tersebut ke dalam suatu program komputer. Misalnya, kita dapat mencoba implementasikan dalam bahasa pemrograman C. Tentunya, kalian juga dapat menuliskan algoritma di atas dalam bahasa pemrograman lainnya yang telah kalian pelajari seperti Python, atau bahkan menggunakan pemrograman blok.

Menguji Program

Setelah program selesai, kita perlu menguji kebenaran program tersebut. Ada banyak metode formal untuk menguji suatu program, namun yang akan dicontohkan adalah menguji program menggunakan kasus uji seperti yang telah diberikan di Kelas X.