Praktik Lintas Bidang (Tematis). Komputasi dan Ruang Lingkupnya 1, Budaya Informatika Lewat Berpikir Komputasional. 2, Kolaborasi Informatika Lewat Tematik. 3, Problema Model Komputasi menggunakan Kalkulasi Integrasi Numerik. 4, Mengembangkan dan Menggunakan Abstraksi. 5, Penerapan Computational Thinking (CT)

 Komputasi dan Ruang Lingkupnya

Di masa sekarang, mayoritas orang sudah mengenali komputer berukuran kecil yang disebut Personal Computer (PC) atau komputer mikro. Disebut personal, karena pengoperasiannya cukup membutuhkan satu orang saja, beda dengan komputer pada zaman dahulu yang butuh banyak orang. Kecepatan, biaya komunikasi, dan prosesor komputer memengaruhi penggunaan sumber-sumber daya tersebut. Dalam hal ini, warganet di seluruh dunia memiliki akses yang mudah atas beraneka ragam informasi dengan hanya berpandukan pada sebuah mesin pencari (search engine) seperti Google. Dibanding dengan buku dan perpustakaan, penggunaan internet melambangkan penyebaran (decentralization) informasi dan data secara ekstrem

1.      Budaya Informatika Lewat Berpikir Komputasional

Computational thinking diperkenalkan oleh Seymour Papert pada tahun 1980 dan 1996. Pemerintah Inggris pada tahun 2014 memasukkan materi pemrograman ke dalam kurikulum sekolah dasar dan menengah dengan tujuannya mengenalkan computational thinking sejak dini kepada siswa. Hal tersebut karena adanya anggapan bahwa hal tersebut dapat membuat siswa menjadi lebih cerdas dan lebih cepat memahami teknologi yang ada di lingkungan sekitar. Jeannette M. Wing menyatakan bahwa computational thinking dibangun di atas kekuatan dan batas-batas proses komputasi yang akan dieksekusi oleh manusia atau oleh sebuah mesin.

Berpikir komputasi adalah teknik pemecahan masalah yang sangat luas wilayah penerapannya. Tidak mengherankan bahwa memiliki kemampuan tersebut adalah sebuah keharusan bagi seseorang yang hidup pada Abad ke-21. Computational thinking melatih otak untuk terbiasa berpikir secara logis, terstruktur dan kreatif, misalnya dalam bermain musik dan belajar bahasa asing. CT memang memiliki peran penting dalam pengembangan aplikasi komputer, namun CT juga dapat digunakan untuk mendukung pemecahan masalah di semua disiplin ilmu, termasuk humaniora, matematika dan ilmu pengetahuan. Siswa yang belajar di mana CT diterapkan dalam kurikulum (proses pembelajaran) dapat melihat hubungan antara mata

2.      Kolaborasi Informatika Lewat Tematik

Salah satu aspek informatika yang banyak digunakan pada kolaborasi lewat tematik berkaitan dengan struktur untuk menggambarkan bentuk relasi (graf). Graf bisa diterjemahkan sebagai salah satu sarana dalam informatika untuk menggambarkan jaringan sosial. Graf sederhana terdiri dari node (menyatakan orang) dan garis (menyatakan relasi teman).

a.       Sejarah teori graf

Seorang matematikawan Swiss dinyatakan sebagai orang yang pertama kali (1736) menulis artikel ilmiah di bidang teori graf adalah Leonhard Euler. Artikel dengan judul “Seven Bridges of Königsberg” yang ditulisnya membahas permasalahan ada atau tidaknya struktur yang saat ini. Perkembangan teori graf dikenal sebagai sirkuit Euler pada graf keterhubungan daratan kota Königsberg (sekarang Kaliningrad, Russia) dan pulau kecil di tengah sungai Pregel yang dihubungkan oleh tujuh buah jembatan. Pada masa berikutnya, disiplin ilmu teori graf belum meraih perhatian besar para matematikawan penting dalam sejarah sampai kurang lebih seratus tahun kemudian, masalah pewarnaan peta diperkenalkan oleh Francis Guthrie. Pada tahun 1852, Francis Guthrie menyadari adanya empat warna berbeda yang dibutuhkan untuk mewarnai peta wilayah Britania Raya dengan setiap dua daerah bersebelahan selalu memiliki dua warna berbeda. Hingga pada awal Abad Keduapuluh, para saintis menemukan banyak manfaat dari teori graf di bidang-bidang lain seperti ilmu komputer, kimia teoretik, transportasi, dan lain-lain.

 

Mengamati

Amatilah komponen-komponen penyusun teori graf yang ada di lingkungan sekolah kalian! Tulis hasil pengamatan kalian di buku tugas!

 

b.      Perkembangan teori graf

Berbagai bentuk struktur dapat direpresentasikan dengan graf, dan berbagai jenis masalah dapat diselesaikan dengan bantuan graf. Teori graf atau teori grafik dalam matematika dan ilmu komputer adalah cabang kajian yang mempelajari sifat-sifat graf (grafik) dan hal ini ini tidak sama dengan grafika. Pengertian graf secara informal adalah himpunan benda-benda yang disebut simpul (vertex atau node) yang terhubung oleh sisi (edge) atau busur (arc). Biasanya graf digambarkan sebagai kumpulan titik-titik (melambangkan simpul) yang dihubungkan oleh garis-garis (melambangkan sisi) atau garis berpanah (melambangkan busur). Suatu sisi dapat menghubungkan suatu simpul dengan simpul sejenis yang disebut gelang (loop). Misalnya jaringan pertemanan Facebook yang bisa direpresentasikan dengan graf, berupa simpul-simpul yang mereprentasikan para pengguna Facebook dan ada sisi antarpengguna jika dan hanya jika mereka berteman.

Perkembangan algoritme untuk menangani graf akan berdampak besar bagi ilmu komputer. Sebuah struktur graf bisa dikembangkan dengan memberi bobot pada tiap sisi. Graf berbobot dapat digunakan untuk melambangkan banyak konsep berbeda. Misalnya sebuah graf melambangkan jaringan jalan maka bobotnya bisa berarti panjang jalan maupun batas kecepatan tertinggi pada jalan tertentu. Ekstensi lain pada graf adalah dengan membuat sisinya berarah, yang secara teknis disebut graf berarah atau digraf (directed graph). Digraf dengan sisi berbobot disebut jaringan. Jaringan banyak digunakan pada cabang praktis teori graf yaitu analisis jaringan. Perlu dicatat bahwa pada analisis jaringan, definisi kata “jaringan” bisa berbeda, dan sering berarti graf sederhana (tanpa bobot dan arah).

c.       Implementasi teori graf

Metode otomatis pada program komputer bertujuan untuk menganalisis relasi (graf) dalam menganalisis jaringan sosial. Metode analisis graf bermanfaat dalam aplikasi GPS, di mana persimpangan jalan diwakili oleh node dan jalur-jalur yang bersesuaian dengan edge. Program komputer untuk menganalisis graf dapat dipakai untuk mencari jalan terpendek antara dua tempat. Contoh paling mudah dapat dilihat ketika seseorang mengunggah foto pribadi ke internet, maka harus berpikir hati-hati tentang siapa saja yang mungkin melihat gambar. Karena sangat sulit untuk mengontrol siapa saja yang bisa melihat gambar, maka langkah terbaik adalah tidak pernah meng- upload gambar ke internet kecuali gambar yang dapat untuk konsumsi publik, di stasiun bus lokal, atau sekolah

3.      Problema Model Komputasi menggunakan Kalkulasi Integrasi Numerik

Integrasi numerik merupakan suatu metode untuk menghitung luasan di bawah suatu fungsi pada grafik pada selang (jeda) yang diberikan, misalnya selang waktu. Jika suatu benda memiliki bentuk tetap dan telah diketahui secara massal misalnya segitiga, trapesium, bujur sangkar dan lain sebagainya akan dengan mudah untuk menghitung luas benda tersebut. Hal ini akan berbeda jika suatu benda yang dimaksud terdapat pada fungsi dan tidak mengetahui luas di bawah fungsi tersebut, maka cara paling mudah adalah menggunakan metode integral numerik. Hal tersebut dikarenakan untuk benda yang telah diketahui secara umum memiliki rumus yang selama ini dikenal, misalnya bujur sangkar = sisi × sisi, persegi panjang = panjang × lebar, trapesium = jumlah sisi sejajar × tinggi × ½, dan segitiga

4.      = ½ × alas × tinggi.

Dengan demikian, integrasi numerik sebagai salah satu metode alternatif untuk mengintegrasikan suatu persamaan tanpa mengesampingkan integrasi analitis. Integrasi analitis sebagai cara integrasi yang sulit, terutama pada persamaan-persamaan yang kompleks dan rumit. Secara mendasar, aturan Simpson memerlukan satu set data yang berjumlah ganjil. Oleh karena itu, jika data yang tersedia berjumlah genap, maka proses perhitungannya adalah data pertama dan kedua dihitung berdasarkan aturan Trapezoidal dan sisanya dihitung berdasarkan aturan Simpson. Aturan Simpson adalah suatu aturan yang digunakan untuk menghitung luas suatu kurva polinom berderajat dua atau berderajat tiga  dengan pendekatan yaitu pendekatan menggunakan partisi berbentuk parabola. Dalam metode Simpson ada dua jenis yaitu metode Simpson 1 per 3 dan metode Simpson 3 per 8. Beberapa hal yang berhubungan dengan integrasi numerik adalah sebagai berikut.

a.       Bentuk umum persamaan integrasi numerik pada aturan Trapezoidal adalah sebagai berikut

b.      Bentuk umum persamaan integrasi numerik pada aturan Simpson adalah sebagai berikut

Hal mendasar yang perlu diketahui bahwa satu set data x sama dengan satu set data yang memiliki deret beraturan atau memiliki rentang yang sama (h) pada setiap datanya. Pada saat persamaan tersebut ingin diintegrasikan, maka integrasi numerik menjadi langkah alternatif yang digunakan. Adapun pokok inti dari integrasi numerik adalah menghitung integrasi suatu persamaan dari satu set data yang melingkupi satu set data nilai x dan satu set data nilai f(x). Dua teknik yang biasa digunakan pada integrasi numerik adalah aturan Trapezoidal dan aturan Simpson. Guna mempermudah perhitungan menggunakan aturan di atas dibantu menggunakan bahasa pemrograman. Pada dasarnya, metode Trapezoidal maupun metode Simpson memang memberikan hasil yang hampir sama.

Bentuk pembuatan program kalkulasi integrasi numerik paling mudah menggunakan program Microsoft Visual Basic, walaupun tidak menutup kemungkinan menggunakan aplikasi berbasis teks yang lain. Dalam hal ini, penggunaan metode yang digunakan berupa kombinasi antara metode Trapezoidal dan Simpson, sebab metode Simpson memerlukan kumpulan data ganjil, maka perhitungan integrasi dua data awal menggunakan metode Trapezoidal dengan integrasi data yang selanjutnya dilakukan dengan menggunakan metode Simpson. Sebagian besar data diintegrasikan dengan metode Simpson yang lebih akurat, dikarenakan integrasinya berdasarkan pendekatan fungsi kuadrat untuk setiap tiga set data pada kumpulan data yang ingin diintegralkan.

a.       Persamaan integrasi

Beberapa persamaan integrasi yang digunakan adalah sebagai berikut

1)      Jika menggunakan persamaan integrasi Trapezoidal, maka bentuk persamaannya sebagai berikut. Persamaan integrasi Trapezoidal

2)      Jika menggunakan persamaan integrasi Simpson, maka bentuk persamaannya sebagai berikut. Persamaan integrasi Simpson

Buatlah daftar pertanyaan tentang persamaan integrasi yang belum kalian pahami! Mintalah bantuan teman kalian untuk menjawab pertanyaan tersebut! Jika teman kalian mengalami kesulitan, mintalah guru untuk menjawab ketidaktahuan kalian!

b.      Pembuatan program integrasi numerik

Pembuatan program integrasi numerik dapat mengggunakan pemrograman C/C++ untuk menghitung luas suatu daerah di bawah fungsi yang biasa dilakukan adalah menghitung nilai integral di bawah fungsi dengan batas atas dan batas bawah yang telah ditetapkan. Namun, komputer tidak mengenal integral. Komputer hanya mengenal operasi bilangan yang dasar seperti tambah, kali, bagi, dan lain-lain. Metode integrasi numerik memberikan prosedur dalam menghitung nilai integral tersebut dengan perhitungan biasa. Terdapat banyak metode dalam integrasi numerik, di antaranya metode jumlah atas dan jumlah bawah, metode simpson 1/3, metode trapezoidal, dan metode gauss quadrature.

Misalnya program untuk menghitung nilai sebagai berikut

c.        

 

5.      Mengembangkan dan Menggunakan Abstraksi

Empat kemampuan dasar dalam computational thinking (CT) yaitu decomposition, pattern generalization, abstraction, dan algorithm design. Pattern generalization dan abstraction sebagai kemampuan untuk menyaring informasi yang tidak perlu untuk menyelesaikan jenis permasalahan tertentu dan menggeneralisasi informasi yang diperlukan. Computational thinking (CT) sebagai sebuah pendekatan dalam proses pembelajaran dan berperan penting dalam pengembangan aplikasi komputer serta dapat digunakan untuk pendukung pemecahan masalah pada semua disiplin ilmu.

Beberapa metode yang digunakan, antara lain sebagai berikut

a.       Decomposition

Kemampuan memecah data, proses, atau masalah (kompleks) menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau menjadi tugas-tugas yang mudah dikelola. Misalnya memecah ‘drive/folder’ dalam sebuah komputer berdasarkan komponen penyusunnya, yaitu file dan folder

b.      Pattern recognition

Metode jenis ini dapat digunakan untuk melihat perbedaan maupun persamaan pola, tren, dan keteraturan dalam data yang nantinya akan digunakan dalam membuat prediksi dan penyajian data. Misalnya mengenali pola file document, system file, file eksekusi, atau struktur data/file

c.       Abstraction

Abstraksi bermanfaat dalam melakukan generalisasi dan identifikasi prinsip-prinsip umum untuk menghasilkan pola, tren, dan keteraturan tersebut. Misalnya menempatkan semua file sistem di folder Windows, file program di folder Program Files, file data/ dokumen di folder Mydocuments dan file pendukung di Drive/Folder terpisah

d.      Algorithm design

Algorithm design bermanfaat dalam mengembangkan petunjuk pemecahan masalah yang sama secara step-by-step, sehingga orang lain dapat menggunakan informasi tersebut untuk menyelesaikan permasalahan yang sama. Misalnya langkah-langkah dalam mencari file-file dokumen yang ada dalam sebuah komputer.

e.        

6.      Penerapan Computational Thinking (CT)

B.     Ruang Lingkup Informatika

Computational thinking menggunakan abstraksi dan dekomposisi pada saat merancang sebuah sistem besar yang kompleks atau pun memecahkan tugas besar yang kompleks. CT mulai diintegrasikan ke dalam semua mata pelajaran, bahkan di beberapa negara untuk membantu serta mempercepat pengintegrasian dan penetrasi ke arah computational thinking dengan memasukan Computer Science (ICT) sebagai sebuah mata pelajaran wajib dalam kurikulum nasional. Karakteristik berpikir komputasi (CT) dalam merumuskan masalah dengan menguraikan masalah tersebut ke segmen yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Strategi ini memberi peluang pada siswa untuk mengubah masalah yang kompleks menjadi beberapa prosedur yang bukan hanya lebih mudah untuk dilaksanakan, tetapi juga menyediakan cara efisien dalam berpikir kreatif.

1.      Program Komputer dan Model Komputasi

Problem Based Learning (PBL) merupakan elemen penting dari science, technology, engineering, dan Matematika (STEM) yang digunakan pada mayoritas pendidikan di Indonesia, bahkan sudah berkembang menjadi STEAM di mana huruf “A” mewakili “Arts” (seni). Hal ini menjadi pilihan representasi yang sesuai untuk masalah mau pun aspek pemodelan yang relevan dari masalah untuk membuatnya menjadi mudah dikerjakan. Dalam pendidikan STEM, berpikir komputasi (CT) didefinisikan sebagai seperangkat keterampilan kognitif yang memberi peluang pada pendidik mengidentifikasi pola, memecahkan masalah selain kompleks menjadi langkah-langkah kecil, mengatur dan membuat serangkaian langkah untuk memberikan solusi, serta membangun representasi data melalui simulasi

Mengasosiasi

Lakukan analisa tentang model komputasi pada program komputer! Manakah model komputasi yang menurut kalian penggunaannya paling efektif? Diskusikan dengan teman sebangku kalian, kemudian buatlah laporan diskusi! Kumpulkan hasilnya pada guru untuk dinilai!

a.       Metodologi

b.      Model komputasi

c.       Pemrograman

1)      Komponen pemrograman

a)       

b)       

2)      Konsep dasar pemrograman

a)      Object Oriented Language, seperti Visual dBase, Visual FoxPro, Delphi, dan Visual C.

b)      High Level Language, seperti Pascal dan Basic.

c)      Middle Level Language, seperti pada bahasa C.

d)      Low Level Language, seperti pada bahasa Assembly.

3)      Persyaratan Kualitas

a)      Kegunaan (ergonomi) sebuah program

b)      Efisiensi/kinerja

c)      Reliabilitas

d)      Modifikasi

e)      Portabilitas

4)      Kompleksitas algoritma

5)      Mengukur pemakaian bahasa pemrograman

2.      Perbaikan Model Komputasi

3.      Pengalaman Berpikir Komputasional

Komputasi modern memiliki karakteristik tertentu, di antaranya komputer terhubung ke jaringan luas dengan kapasitas bandwidth beragam, komputer maupun jaringan tidak terdedikasi di mana bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas, serta komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous yang berarti terbagi menjadi berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, dan aplikasi yang terpasang. Pengalaman berpikir komputasional lebih mengacu pada penerapan komputasi secara realistis, di antaranya sebagai berikut.

a.       Penerapan komputasi modern pada website mataharimall.com

Mataharimall.com adalah situs belanja online No. #1 dan terbesar di Indonesia. MatahariMall memberikan fasilitas pelayanan yang terbaik untuk mendukung kalian belanja online dengan aman, nyaman dan terpercaya. Mataharimall.com menawarkan beragam kemudahan untuk bertransaksi, seperti transfer antarbank, kartu kredit dengan cicilan 0%, O2O (Online-to-Offline), COD (Cash On Delivery), dan metode lainnya. Mataharimall.com menyediakan ratusan ribu pilihan produk dengan harga terbaik dari segala kebutuhan, mulai dari fashion wanita, fashion pria, produk kecantikan, smartphone, elektronik, hobi, makanan dan minuman, dan lainnya. Mataharimall.com menawarkan

24 jam non-stop discount dan puluhan promo menarik setiap harinya. Dengan begini, belanja online murah bisa jadi pilihan menarik yang sayang jika kalian lewatkan

1)      Pada tampilan utama website MatahariMall pengguna dipermudah dengan tampilan pilihan penawaran discount untuk berbagai kategori barang, login, dan berbagai informasi lain mengenai MatahariMall yang disampaikan melalui website tersebut. Berikut tampilan menu utama website MatahariMall.

2)      Pada website MatahariMall user dipermudah dengan menu kategori yang ada di tampilan utama. Di sini terdapat semua kategori produk yang ditawarkan di MatahariMall. Berikut tampilan pilihan kategori pada website MatahariMall.

3)      Hanya dengan mengklik gambar barang atau produk yang diinginkan, pengguna dapat dengan mudah memesan barang tersebut dan proses kerja pemesanan ini diproses oleh Komputer. Tampilan di bawah ini adalah tampilan halaman untuk mengetahui informasi mengenai suatu barang atau produk. Dengan mengklik, “Beli Aja” pengguna akan berpindah ke tampilan untuk pemesanan lebih lanjut.

4)      Guna mengonfirmasi pemesanan apakah pengguna akan melanjutkan ke pembayaran atau masuk ke “Troli Anda”. Tampilan halaman konfirmasi pemesanan adalah sebagai berikut.

5)      Jika pengguna ingin melanjutkan pembayaran, maka pengguna harus login terlebih dahulu untuk bisa memesan suatu barang atau produk. Tampilan halaman untuk Login dan Register adalah sebagai berikut.

Mataharimall.com ini dalam penerapan komputasi modern sudah cukup baik di mana terdapat fitur layanan pemesanan secara online. Sistem layanan pada website MatahariMall sudah mengandung unsur-unsur penerapan komputasi modern, proses pada layanan di proses oleh kemampuan computer. Mulai dari kita membuka website sampai kita memesan dan mendapatkan barang tersebut di tangan kita, berarti dalam penerapan komputasi modernnya bisa di katakan sukses dan sesuai yang di harapkan untuk era sekarang ini.

b.      Penerapan komputasi modern pada perusahaan EIGER

Salah satu website yang mengaplikasikan komputasi modern adalah website dari perusahaan EIGER (http://eigeradventure.com ). Kita pasti sudah tidak asing dengan merk ini, EIGER sendiri adalah merk dari alat perlengkapan outdoor. Di website ini kita bisa melihat sedikit tentang perusahaan EIGER, produk-produk yang dijual dan berbagai kegiatan yang dilakukan EIGER. Website EIGER sudah termasuk ke dalam penerapan komputasi modern yang terdapat pada layanan pemesanan online. User/customer dapat memesan produk secara virtual/online tanpa harus datang langsung ke toko tersebut. Sistem layanan pada website perusahaan ini telah mengandung unsur-unsur yang merupakan penerapan dari komputasi modern.

1)      Tampilan halaman utama

Pada halaman utama ditampilkan tentang kegiatan yang dilakukan EIGER, produk terbaru serta harganya dan akses ke menu lainnya.

2)      Tampilan login

Untuk dapat melakukan pemesanan kita harus membuat akun terlebih dahulu, dengan cara register dan jika sudah kita dapat Login dan melakukan pemesanan

3)      Tampilan list produk

Di bagian ini menampilkan produk-produk yang dijual oleh EIGER, jika kita memilih salah satu produknya maka akan muncul pilihan untuk pembelian, atau memasukkan barang ke wishlist, dan jika di kilik pilihan quick buy maka akan tampil menu jumlah barang dan add to bag

4)      Tampilan order

Setelah kita memastikan jenis barang yang dibeli kita akan diminta memasukkan data diri dan alamat lengkap serta metode pembayaran dan kode pemesanan barang.

5)      Tampilan menu user

Pada bagian ini ditampilkan barang yang sudah kita pesan dan status pengiriman barang, jika pembayaran sudah dilakukan maka barang akan seegra di proses dan dikirim ke alamat yang tertera

6)      Tampilan track your order

Pada menu ini kita dapat melihat di mana pesanan kita sudah di proses, apakah sudah di kirim atau masih dalam pemrosesan

7)      Tampilan our store

Di sini akan ditampilkan peta dunia serta marker yang menunjukkan di mana saja outlet EIGER Store berada, di sini juga diberikan alamat dari Store tersebut.