PENGERTIAN ALGORITMA DAN PEMOGRAMAN
Algoritma adalah urutan langkah-langkah logis pada penyelesaian masalah yang disusun secara sistematis. Masalah dapat berupa apa saja, dengan catatan untuk setiap masalah ada syarat kondisi awal yang harus dipenuhi sebelum menjalankan algoritma.
Konsep algoritma sering kali disetarakan dengan sebuah resep. Sebuah resep biasanya memiliki daftar bahan atau bumbu yang akan digunakan, urutan pengerjaan, dan bagaimana hasil dari urutan pengerjaan tersebut. Apabila bahan yang digunakan tidak tertera (tidak tersedia), maka resep tersebut tidak akan dapat dikerjakan. Demikian juga jika urutan pengerjaannya tidak beraturan, maka hasil yang diharapkan tidak akan dapat diperoleh.
Algoritma yang berbeda, dapat diterapkan pada suatu masalah dengan syarat yang sama. Tingkat kerumitan dari suatu algoritma merupakan ukuran seberapa banyak komputasi yang dibutuhkan algoritma tersebut untuk menyelesaikan masalah. Umumnya, algoritma yang dapat menyelesaikan suatu permasalahan dalam waktu yang singkat memiliki tingkat kerumitan yang rendah, sementara algoritma yang membutuhkan waktu lama untuk menyelesaikan suatu masalah membutuhkan tingkat kerumitan yang tinggi.
Kriteria Pemilihan Algoritma
- Ada out put
Mengacu pada definisi algoritma, algoritma harus mempunyai out put yang harus merupakan solusi dari masalah yang sedang diselesaikan.
- Efektifitas dan efesiensi
Dikatakan efektif jika algoritma tersebut menghasilkan suatu solusi yang sesuai dengan masalah yang diselesaikan, dalam arti algoritma harus tepat guna.
Dikatakan efisien jika waktu proses suatu algoritma relatif lebih singkat dan penggunakan memori komputernya lebih sedikit.
- Jumlah langkahnya berhingga
Barisan instruksi yang dibuat harus dalam suatu urutan tertentu atau harus berhingga agar masalah yang dihadapi dapat diselesaikan dengan tidak memerlukan waktu relatif lama.
- (semi Algoritma) Berakhir
Penyelesaian masalah harus berhenti. Dan bias menimbulkan masalah lain.
- Terstruktur
Penyelesaian masalah menggunakan langkah-langkah tersusun.
Perhatikan algoritma sederhana berikut:
Algoritma menghitung luas segitiga.
Start
Baca data alas dan tinggi
Luas adalah alas kali tinggi kali 0.5
Tampilkan Luas
Stop
Algoritma di atas adalah algoritma yang sangat sederhana, hanya ada lima langkah. Pada algoritma ini tidak dijumpai perulangan ataupun pemilihan. Semua langkah dilakukan hanya satu kali.
Sekilas algoritma di atas benar, namun apabila dicermati maka algoritma ini mengandung kesalahan yang mendasar, yaitu: tidak ada pembatasan pada nilai data untuk alas dan tinggi. Bagaimana jika nilai data alas atau tinggi adalah bilangan 0 atau bilangan negatif ? Tentunya hasil yang keluar menjadi tidak sesuai dengan yang diharapkan. Dalam kasus seperti ini kita perlu menambahkan langkah untuk memastikan nilai alas dan tinggi memenuhi syarat, misalnya dengan melakukan pengecekan pada input yang masuk. Apabila input nilai alas dan tinggi kurang dari 0, maka program tidak akan dijalankan. Sehingga algoritma di atas dapat dirubah menjadi seperti contoh berikut.
Contoh lain:
Hasil perbaikan algoritma perhitungan luas segitiga.
Start
Baca data alas dan tinggi
Periksa data alas dan tinggi, jika nilai data alas dan tinggi lebih besar dari nol maka lanjutkan ke langkah ke 4 jika tidak maka stop
Luas adalah alas kali tinggi kali 0.5
Tampilkan Luas
Stop
Dari penjelasan di atas dapat diambil kesimpulan pokok tentang algoritma. Pertama, algoritma harus benar. Kedua, algoritma harus berhenti dan setelah berhenti, algoritma memberikan hasil yang benar.
ANALISA ALGORITMA
- Bagaimana merencakan suatu algoritma
Menentukan beberapa model / desain sebagai penyelesaian masalah sehingga muncul beberapa model yang akan diambil solusi mana yang terbaik.
- Bagaimana menyatakan suatu algoritma
- Bagaimana validitas suatu algoritma
- Bagaimana menganalisis suatu algoritma
- Bagaimana menguji program dari suatu algoritma
CARA/ PROSEDUR ALGORITMA
- Kata-kata
- Diagram alur
- Statement program
TAHAP PROSES UJI ALGORITMA
- Fase Debugging
Fase dari suatu proses program eksekusi yang akan melakukan koreksi terhadap kesalahan program/ error. Kesalahan program ini dapat berupa kesalahan dalam penulisan program baik logika atau sintaknya.
- Fase profiling
Fase yang akan bekerja jika program tersebut sudah benar.
Pengertian LOGIKA
Logika berasal dari bahasa Yunani yaitu LOGOS yang berarti ilmu. Logika pada dasarnya filsafat berpikir. Berpikir berarti melakukan suatu tindakan yang memiliki suatu tujuan. Jadi pengertian Logika adalah ilmu berpikir / cara berpikir dengan berbagai tindakan yang memiliki tujuan tertentu.
BEDA ALGORITMA DAN PROGRAM
Program adalah kompulan instruksi komputer, sedangkan metode dan tahapan sistematis dalam program adalah algoritma. Program ini ditulis dengan menggunakan bahasa pemrograman. Jadi bisa kita sebut bahwa program adalah suatu implementasi dari bahasa pemrograman.
Beberapa pakar memberi formula bahwa bagaimanapun juga struktur data dan algoritma berhubungan sangat erat pada sebuah program. Algoritma yang baik tanpa pemilihan struktur data yang tepat akan membuat program menjadi kurang baik, semikian juga sebaliknya.
Pembuatan algoritma mempunyai banyak keuntungan diantaranya:
- Pembuatan atau penulisan algoritma tidak tergantung pada bahasa pemrograman manapun, artinya penulisan algoritma independen dari bahasa pemrograman dan komputer yang mengeksekusinya.
- Notasi algoritmik dapat diterjemahkan ke dalam berbagai bahasa pemrograman.
- Apapun bahasa pemrogramannya, output yang akan dikeluarkan sama karena algoritmanya sama.
Beberapa hal yang perlu dalam membuat algoritma diperhatikan:
- Teks algoritma berisi deskripsi langkah-langkah penyelesaian masalah. Deskripsi tersebut dapat ditulis dalam notasi apapun asalkan mudah dimengerti dan dipahami.
- Tidak ada notasi yang baku dalam penulisan teks algoritma seperti pada notasi bahasa pemrograman. Notasi yang digunakan dalam menulis algoritma disebut notasi algoritmik.
- Tiap orang dapat membuat aturan penulisan dan notasi algoritmik sendiri. Hal ini karena teks algoritma tidak sama dengan teks program. Namun supaya notasi algoritmik mudah ditranslasikan ke dalam notasi bahasa pemrograman tertentu, maka sebaiknya notasi algoritmik tersebut berkorespondensi dengan notasi bahasa pemrograman secara umum.
- Notasi algoritmik bukan notasi bahasa pemrograman, karena itu pseudocode dalam notasi algoritmik tidak dapat dijalankan oleh komputer. Agar dapat dijalankan oleh komputer, pseudocode dalam notasi algoritmik harus ditranslasikan atau Program = Struktur Data + Algoritma diterjemahkan ke dalam notasi bahasa pemrograman yang dipilih. Perlu diingat bahwa orang yang menulis program sangat terikat dalam aturan tata bahasanya dan spesifikasi mesin yang menjalankannya.
- Algoritma sebenarnya digunakan untuk membantu kita dalam mengkonversikan suatu permasalahan ke dalam bahasa pemrograman.
- Algoritma merupakan hasil pemikiran konseptual, supaya dapat dilaksanakan oleh komputer, algoritma harus ditranslasi ke dalam notasi bahasa pemrograman.
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan ketika translasi tersebut yaitu:
- Pendeklarasian variabel.
Apakah bahasa pemrograman yang akan digunakan membutuhkan pendeklarasian variabel karena tidak semua bahasa pemrograman membutuhkannya.
- Pemilihan tipe data.
Apabila bahasa pemrograman yang akan digunakan membutuhkan pendeklarasian variabel maka perlu dipertimbangkan pada saat pemilihan tipe data.
- Pemakaian instruksi-instruksi.
Beberapa instruksi mempunyai kegunaan yang sama tetapi masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda.
- Aturan sintaks.
Pada saat menulis program kita terikat dengan aturan sintaks dari bahasa pemrograman yang akan digunakan.
- Tampilan hasil.
Pada saat membuat algoritma kita tidak memikirkan tampilan hasil yang akan disajikan. Hal-hal teknis ini kita perhatikan ketika mengkonversikannya menjadi program.
- Cara pengoperasian compiler atau interpreter.
Bahasa pemrograman yang digunakan termasuk kelompok compiler atau interpreter.
Beberapa persyaratan untuk membuat algoritma yang baik adalah:
- Tingkat kepercayaannya tinggi (realibility).
Hasil yang diperoleh dari proses harus berakurasi tinggi dan benar.
- Pemrosesan yang efisien (cost rendah).
Proses harus diselesaikan secepat mungkin dan frekuensi kalkulasi yang sependek mungkin.
- Sifatnya general.
Bukan sesuatu yang hanya untuk menyelesaikan satu kasus saja, tapi juga untuk kasus lain yang lebih general.
- Bisa dikembangkan (expandable).
Haruslah sesuatu yang dapat kita kembangkan lebih jauh berdasarkan perubahan requirement yang ada.
- Mudah dimengerti.
Siapapun yang melihat, dia akan bisa memahami algoritma anda. Susah dimengertinya suatu program akan membuat susah di-maintenance (dikelola).
- Portabilitas yang tinggi (Portability).
Bisa dengan mudah diimplementasikan di berbagai platform komputer.
PENYAJIAN ALGORITMA
Penyajian algoritma secara garis besar bisa dalam 2 bentuk penyajian yaitu tulisan dan gambar. Algoritma yang disajikan dengan tulisan yaitu dengan struktur bahasa tertentu (misalnya bahasa Indonesia atau bahasa Inggris) dan pseudocode. Pseudocode adalah kode yang mirip dengan kode pemrograman yang sebenarnya. Pseudocode ditulis berbasis pada bahasa pemrograman tertentu misalnya Pascal, C atau Python, sehingga lebih tepat digunakan untuk menggambarkan algoritma yang akan dikomunikasikan kepada pemrogram. Pseudocode lebih rinci daripada struktur bahasa Inggris, misalnya dalam menyatakan sintaks, tipe data yang digunakan dan lain-lain. Sedangkan algoritma yang disajikan dengan gambar, misalnya dengan flowchart. Flowchart bukan satu-satunya cara untuk menjelaskan atau menerangkan algoritma. Cara yang lain diantaranya:
- Structure chart
- DFD (Data Flow Diagram)
- Warnier diagram
- IPO (Input Process Output)
- HIPO (Hierarchical Input Process Output)
Flowchart (bagan alir) merupakan representasi secara grafik dari suatu algoritma atau prosedur untuk menyelesaikan suatu masalah. Dengan menggunakan flowchart akan memudahkan kita untuk melakukan pengecekan apakah ada bagian-bagian yang terlupakan dalam analisis masalah. Di samping itu flowchart juga berguna sebagai fasilitas untuk berkomunikasi antara pemrogram yang bekerja dalam tim suatu proyek. Flowchart ada dua macam:
- Flowchart Sistem
Yaitu diagram alir yang menggambarkan suatu sistem peralatan komputer yang digunakan dalam proses pengolahan data dan hubungan antar peralatan tersebut. Flowchart sistem digunakan untuk menggambarkan urutan langkah untuk memecahkan masalah tetapi hanya untuk menggambarkan prosedur dalam sistem yang dibentuk.
- Flowchart program
Yaitu bagan yang menggambarkan urutan logika dari suatu prosedur pemecahan masalah. Simbol yang digunakan adalah American National Standard Inc.
TAHAP-TAHAP PEMROGRAMAN
Sebelumnya perlu dipahami tiga pengertian pokok yakni program, bahasa pemrograman dan pemrograman. Program adalah kata, ekspresi, pernyataan yang disusun dan dirangkai menjadi satu kesatuan prosedur yang berupa urutan langkah untuk menyelesaikan masalah yang diimplementasikan dengan menggunakan bahasa pemrograman sehingga dapat dieksekusi oleh komputer. Bahasa pemrograman adalah prosedur atau tata cara penulisan program. Sedangkan pemrograman adalah proses
mengimplementasikan urutan langkah untuk menyelesaikan suatu masalah dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman.
Pemrograman meliputi dua tahapan yaitu:
- Fase Problem Solving
- Fase Implementasi
Langkah-langkah untuk dapat menyelesaikan masalah adalah sebagai berikut:
Memahami atau menganalisis masalah
Hal-hal yang harus diketahui dalam analisis masalah supaya kita mengetahui bagaimana permasalahan tersebut:
- Kondisi awal, yaitu input yang tersedia.
- Kondisi akhir, yaitu output yang diinginkan
- Data lain yang tersedia
- Operator yang tersedia
- Syarat atau kendala yang harus dipenuhi
Merancang atau merumuskan algoritma
Bila masalahnya kompleks maka kita bagi ke dalam modul-modul. Tahap penyusunan algoritma seringkali dimulai dari langkah yang global terlebih dahulu. Langkah global ini diperhalus sampai menjadi langkah yang lebih rinci atau detail. Cara pendekatan ini sangat bermanfaat dalam membuat algoritma untuk masalah yang kompleks. Penghalusan lanngkah dengan cara memecah langkah menjadi beberapa langkah. Tiap langkah diuraikan lagi menjadi beberapa langkah yang lebih sederhana. Penghalusan langkah ini akan terus berlanjut sampai setiap langkah sudah cukup rinci dan tepat untuk dilaksanakan oleh pemroses.
Ciri-ciri algoritma yang baik:
- Precise (tepat, betul, teliti)
Setiap instruksi harus ditulis dengan seksama dan tidak ada keragu-raguan, dengan demikian setiap instruksi harus dinyatakan secara eksplisit dan tidak ada bagian yang dihilangkan karena pemroses dianggap sudah mengerti. Setiap langkah harus jelas dan pasti.
- Jumlah langkah atau instruksi berhingga dan tertentu.
Artinya untuk kasus yang sama, banyaknya langkah tetap dan tertentu meskipun datanya berbeda.
- Efektif
Tidak boleh ada instruksi yang tidak mungkin dikerjakan oleh pemroses yang akan menjalankannya.
- Harus terminate
Jalannya algoritma harus ada kriteria berhenti. Pertanyaannya adalah apakah apabila jumlah instruksinya berhingga maka pasti terminate?
- Output yang dihasilkan tepat
Jika langkah-langkah algoritmanya logis dan diikuti dengan seksama maka dihasilkan output yang diinginkan.
Menulis program
Algoritma yang telah dibuat diterjemahkan dalam bahasa komputer menjadi sebuah program. Ketika menulis program, seorang pemrogram akan terikat dengan sintaks-sintaks instruksi dalam bahasa pemrograman yang digunakan. Hal ini tidak terjadi ketika menyusun atau membuat algoritma karena tidak ada notasi yang baku dalam penulisan teks algoritma seperti pada notasi bahasa pemrograman. Notasi yang digunakan dalam menulis algoritma disebut notasi algoritmik. Tiap orang dapat membuat aturan penulisan dan notasi algoritmik sendiri. Hal ini karena teks algoritma tidak sama dengan teks program. Namun
supaya notasi algoritmik mudah ditranslasikan ke dalam notasi bahasa pemrograman tertentu, maka sebaiknya notasi algoritmik tersebut berkorespondensi dengan notasi bahasa pemrograman secara umum.
Notasi algoritmik bukan notasi bahasa pemrograman, karena itu pseudocode dalam notasi algoritmik tidak dapat dijalankan oleh komputer. Agar dapat dijalankan oleh komputer, pseudocode dalam notasi algoritmik harus ditranslasikan atau diterjemahkan ke dalam notasi bahasa pemrograman yang dipilih. Perlu diingat bahwa orang yang menulis program sangat terikat dalam aturan tata bahasanya dan spesifikasi mesin yang menjalankannya. Perlu diperhatikan bahwa pemilihan algoritma yang salah akan menyebabkan program memiki unjuk kerja yang kurang baik.
Program yang baik memiliki standar penilaian:
Standar teknik pemecahan masalah
- Teknik Top-Down
Teknik pemecahan masalah yang paling umum digunakan. Prinsipnya adalah suatu masalah yang kompleks dibagi-bagi ke dalam beberapa kelompok masalah yang lebih kecil. Dari masalah yang kecil tersebut dilakukan analisis. Jika dimungkinkan maka masalah tersebut akan dipilah lagi menjadi subbagian-subbagian dan setelah itu mulai disusun langkah-langkah untuk penyelesaiannya secara lebih detail.
- Teknik Bottom-Up
Prinsip teknik bottom up adalah pemecahan masalah yang kompleks dilakukan dengan menggabungkan prosedur-prosedur yang ada menjadi satu kesatuan program sebagai penyelesaian masalah tersebut.
Standar penyusunan program
- Kebenaran logika dan penulisan
- Waktu minimum untuk penulisan program
- Kecepatan maksimum eksekusi program
- Ekspresi penggunaan memori
- Kemudahan merawat dan mengembangkan program
- User friendly
- Portability
- Pemrograman modular
- Standar perawatan program
- Dokumentasi
- Penulisan instruksi
- Standar prosedur
Uji hasil
Pertama kali harus diuji apakah program dapat dijalankan. Apabila program tidak dapat dijalankan maka perlu diperbaiki penulisan sintaksnya tetapi bila program dapat dijalankan maka harus diuji dengan menggunakan data-data yang biasa
yaitu data yang diharapkan oleh sistem yang dibuat maupun data-data yang ekstrem yaitu data yang tidak diharapkan oleh sistem. Contoh data ekstrem misalnya program menghendaki masukan jumlah data tetapi user mengisikan dengan bilangan negatif. Program sebaiknya diuji menggunakan data yang relatif banyak. Memperbaiki atau membetulkan suatu error atau kesalahan dapat menjadi sangat mahal karena ada beberapa alasan, diantaranya:
- Program yang dibuat oleh setiap pemrogram bisa saja strukturnya berbeda walaupun hasilnya sama. Jadi apabila kita tidak bisa memahami maksud programer maka pembetulan program akan memakan waktu yang lama dan tidak efisien.
- Dalam membetulkan kesalahan program, kita harus melihat kebutuhan sekarang. Jadi bisa saja program yang error tersebut disesuaikan dengan keadaan sekarang.
- Memperbaiki kesalahan membutuhkan waktu yang lama karena perbaikan terhadap satu error bisa menyebabkan timbulnya error yang lain atau memperbaiki error-error yang lain sehingga semuanya bisa diatasi.
- Memperbaiki kesalahan tentu saja akan mempelajari maksud program secara keseluruhan beserta struktur datanya. Jadi tentu saja akan membutuhkan banyak waktu, disamping biaya yang dikeluarkan.
- Membuat dokumentasi
Dokumentasi program ada dua macam yaitu dokumentasi internal dan dokumentasi eksternal. Dokumentasi internal adalah dokumentasi yang dibuat di dalam program yakni setiap kita menuliskan baris program sebaiknya kita beri komentar atau keterangan supaya mempermudah kita untuk mengingat logika yang terdapat dalam instruksi tersebut, hal ini sangat bermanfaat ketika suatu saat program tersebut akan dikembangkan. Dokumentasi eksternal adalah dokumentasi program yang dilakukan dari luar program yaitu membuat user guide atau buku petunjuk aturan atau cara menjalankan program tersebut.
Program dipakai
Jika program yang telah kita buat sudah sesuai dengan yang kita inginkan maka program terebut dapat kita pakai.
Struktur Dasar Algoritma
Algoritma berisi langkah-langkah penyelesaian suatu masalah. Langkah-langkah tersebut dapat berupa runtunan aksi (sequence), pemilihan aksi (selection), pengulangan aksi (iteration) atau kombinasi dari ketiganya. Jadi struktur dasar
pembangun algoritma ada tiga, yaitu:
- Struktur Runtunan
Digunakan untuk program yang instruksinya sequential atau urutan.
- Struktur Pemilihan
Digunakan untuk program yang menggunakan pemilihan atau penyeleksian kondisi.
- Struktur Perulangan
Digunakan untuk program yang instruksinya akan dieksekusi berulang-ulang.
Efisiensi Algoritma
Hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan algoritma adalah waktu proses. Untuk menentukan waktu proses secara tepat merupakan pekerjaan yang sulit. Analisa yang diinginkan untuk menyatakan efisiensi algoritma haruslah dibuat seumum mungkin sehingga bisa dipakai pada semua algoritma, terlepas dari implementasinya. Dalam melakukan analisa suatu algoritma kita harus mengfokuskan diri pada operasi aktif yang merupakan pusat program, yaitu bagian program yang paling sering dieksekusi. Bagian-bagian lain seperti pemasukan data, penugasan dan lain sebagainya dapat diabaikan, karena bagian ini tidak dieksekusi sesering operasi aktif. Jumlah keksekusi operasi aktif inilah yang selanjutnya dihitung.
