COMPUTER THINKING (BERPIKIR KOMPUTASIONAL)

 Pengertian :

       Berpikir Komputasional (BK) mencakup kemampuan untuk melakukan dekomposisi, abstraksi, merancang algoritme serta melakukan pengenalan pola yang menjadi dasar membangun suatu sistem terkomputerisasi dari suatu sistem nyata yang kompleks. Dengan melakukan dekomposisi, seseorang dapat memecah sebuah persoalan kompleks menjadi bagian-bagian yang dapat lebih mudah dipahami dan dicari solusinya. Bagian-bagian kecil dari persoalan akan mempunyai pola solusi. 

    Berkat kemampuan BK, seseorang mengintegrasikan pengalaman menyelesaikan persoalan dan membentuk suatu pola solusi yang memungkinkan ia untuk tidak hanya mampu memecahkan suatu persoalan yang sedang dihadapi, melainkan juga untuk menyelesaikan persoalan-persoalan sejenis dengan solusi yang lebih cerdas, efisien, dan optimal. 

Berpikir Komputasional (BK) merupakan salah satu kemampuan penting abad ke‐21 yang sudah mulai ditumbuhkan sejak usia dini di negara maju. BK juga merupakan kemampuan utama yang melandasi bidang informatika. BK adalah kemampuan berpikir untuk memecahkan persoalan-persoalan yang penyelesaiannya berkaitan dengan “komputasi”. Komputasi adalah perhitungan baik aritmatika atau berupa langkah-langkah yang mengikuti suatu model yang sudah didefinisikan dengan baik yaitu algoritme. Komputasi merupakan salah satu aspek penting dalam disiplin ilmu informatika atau ilmu Komputer. 

        Saat ini komputer menjadi alat bantu untuk menyelesaikan persoalan dan mendukung berfungsinya hampir semua bidang ilmu lain, sehingga BK mempengaruhi bidang lain seperti biologi, kimia, kedokteran, linguistik, psikologi, ekonomi, energi, dan lain-lain. Kemampuan BK akan membantu seseorang untuk megenali akar persoalan, menyelesaikan persoalan, merancang sistem, memahami kekuatan, dan keterbatasan manusia, serta pembangunan sistem komputer, robot, bahkan mesin intelijen, yang berkaitan dengan disiplin ilmu yang lain. 

Berpikir Komputasional (BK) berorientasi pada “problem solving”, sehingga membuat daya pikir seseorang menjadi berkembang. Seseorang yang mampu berpikir komputasional akan mampu berpikir tingkat tinggi, sehingga dengan lebih mudah ia dapat mengonsep dan memahami teknologi yang berbasis komputer, dan mempunyai daya saing lebih di dunia saat ini yang sudah memasuki Revolusi Industri 4.0 yang menghasilkan pabrik cerdas dari apapun dengan didasari cyber-physical system, IoT (Internet of Things), cloud computing, dan cognitive computation.

(© Pengertian Berpikir Komputasional – BK (Computational Thinking) Muatan Pelajaran Informatika

Jeanette Wing adalah kembali memperkenalkan istilah Computational thinking pada Maret 2006. Yang mana, computational thinking termasuk penyelesaian masalah, merancang system dan memahami perilaku manusia dengan mengambarkan konsep dasar kedalam computer science. Pada tahun 2011, Jeannette memperkenalkan definisi baru, yang mana : Computational Thinking adalah proses berpikir yang diperlukan dalam memformulasikan masalah dan solusinya, sehingga solusi tersebut dapat menjadi agen pemroses informasi yang efektif dalam menyelesaikan masalah.

        Pengertian berpikir komputasional Melansir buku Informatika karya Henry Pandia, konsep berpikir ini adalah sebuah metode yang digunakan untuk menyelesaikan suatu permasalahan yang kompleks. 

Konsep pada berpikir komputasional ini menggunakan metode dengan membagikan masalah tersebut ke dalam suatu permasalahan yang lebih simpel dan sederhana serta membuat solusi pada setiap permasalahan yang telah dibagi. 

        Konsep berpikir komputasional memiliki cara untuk mengidentifikasi masalah, memahami, dan mengembangkan metode untuk mengembangkan solusi yang inovatif. Meskipun konsep ini dibangun dengan tujuan agar masalah-masalah dapat diselesaikan dengan bantuan komputer, konsep ini sebenarnya dapat diterapkan pada kehidupan sehari-hari.

Sumber: https://mediaindonesia.com/humaniora/614104/pengertian-berpikir-komputasional-4-fondasi-dan-karakteristiknya

Karakteristik Berpikir Komputasional

1. Mendasar Bukan Menghapal
3. Ide dan Bukan Benda
4. Saling Melengkapi
5. Harus Mampu Mengoperasikan Komputer
6. Bisa Digunakan Siapa Saja dan di Mana Saja
8. Bersifat Menantang Dalam Sudut Pandang Intelektual

Manfaat Berpikir Komputasional
1. Memudahkan kita untuk memecahkan masalah yang besar dan kompleks dengan cara yang efektif dan efisien. Selain itu, masalah yang kompleks bisa diselesaikan dengan baik, sehingga menjadi masalah sederhana.
2. Melatih otak agar terbiasa untuk mulai berpikir secara matematis, kreatif, terstruktur, dan logis.
3. Memudahkan seseorang mengamati masalah dan menemukan solusi dari permasalahan tersebut. Semakin banyak solusi yang dimiliki, maka suatu masalah dapat diselesaikan dengan efektif dan efisien.

        Penerapan computational thinking atau berpikir komputasional secara sadar atau tidak sering kita gunakan dalam memecahkan permasalahan sehari-hari. Dengan begitu, masalah bisa diselesaikan dengan lebih terstruktur dan sistematis.

        Berpikir komputasional sendiri bisa diartikan sebagai metode pemecahan yang melibatkan pengungkapan masalah dan solusinya dengan cara yang dapat dijalankan pada komputer. Dan ini bukan hanya dilakukan dalam pemprograman saja. Bahkan, di negara maju ini banyak diaplikasikan pada kurikulum dasar, sehingga anak memiliki kemampuan analisis yang baik.

Empat (4) fondasi berpikir komputasional Terdapat empat fondasi yang dijadikan untuk berpikir komputasional, sebagai berikut: 

1. Dekomposisi Fondasi pertama mengacu pada proses memecah masalah kompleks menjadi bagian yang lebih kecil dan mudah untuk dikelola.  Dengan mengelola masalah tersebut menjadi lebih kecil, maka kamu dapat mengidentifikasi akar dari permasalahan tersebut dan dapat membuat menjadi lebih terstruktur.  

2. Pengenalan pola Pengenalan pola pada fondasi berpikir komputasional yang kedua adalah untuk mengidentifikasi suatu masalah dan membantu kamu menemukan algoritma serta metode yang paling efektif untuk menyelesaikan dari masalah tersebut. 

3. Abstraksi Fondasi ketiga merupakan bagian yang mengambil inti dari suatu permasalahan dan mengabaikan yang tidak penting. Dalam berpikir komputasional, kamu hanya perlu memfokuskan pada bagian masalah yang penting dan mencari solusi. 

4. Algoritma  Fondasi yang terakhir adalah landasan pola pikir yang digunakan untuk merencanakan langkah-langkah yang bersifat sistematis untuk memecahkan suatu masalah yang sedang terjadi.  Melalui tahapan-tahapan yang dijalankan itu dapat diperkirakan hasil dari akhir proses dapat diperkirakan dengan tepat. Dalam teknologi metode Algoritme sendiri memiliki dua cara yaitu pseudocedo dan flowchart.

Sumber: https://mediaindonesia.com/humaniora/614104/pengertian-berpikir-komputasional-4-fondasi-dan-karakteristiknya

        

Penerapan berpikir komputasional dalam menyelesaikan permasalahan sehari-hari dapat dilakukan dengan empat cara, yaitu penerapan dekomposisi, penerapan pengenalan pola, penerapan abstraksi, dan penerapan algoritma.

• Penerapan Dekomposisi

Penerapan teknik dekomposisi dapat digunakan untuk mengklasifikasikan masalah menjadi bagian yang lebih kecil. Misalnya, ketika mendapat tugas untuk mengidentifikasi jenis-jenis hewan maka dapat menggunakan teknik dekomposisi maka bisa mengklasifikasikan berdasarkan ciri dari hewan tersebut.

Disamping itu juga bisa menyelesaikan masalah-masalah ekonomi untuk mencari solusi jangka panjang, jangka menengah, maupun jangka pendek. Hal inilah yang membuat mengapa berpikir komputasional dapat membantu memecahkan masalah yang ada dalam kehidupan dan dapat diterapkan untuk membantu dan mempermudah kinerja manusia.

• Penerapan Pengenalan Pola

Dalam penerapan berpikir komputasional dengan menggunakan pengenalan pola kita dapat menemukan implementasi ini di berbagai macam tempat. Misalnya, dalam penjelasan ramalan cuaca dengan memperhatikan pola-pola alam disekitar merupakan penerapan berfikir komputasional sehari-hari.

Selain itu, berpikir komputasional dengan penerapan pengenalan pola juga dapat dilakukan ketika membuat kue. Dimana, mengenali pola dan proses pembuatan 1 box kue browniz yang dimulai dari tahap persiapan hingga packing memerlukan waktu 60 menit dengan menggunakan 1 unit oven. 60 menit = 1 box atau 1 jam = 1 box.

Penerapan berpikir komputasional dalam pengenalan pola terdapat dari masalah bagaimana membuat prediksi dan penyajian data dalam pembuatan browniz.

• Penerapan Abstraksi

Penerapan berpikir komputasional dengan menggunakan teknik abstraksi mengirim menyelesaikan sebuah dan mengurangi atau menghilangkan informasi yang tidak penting dalam suatu permasalahan. Hal inilah yang mendorong bagaimana teknik ini dapat digunakan dalam penyelesaian masalah di kehidupan sehari-hari.

Ketika kita melihat sebuah masalah di dalam kehidupan sehari-hari maka cenderung melihat masalah tersebut secara umum atau general. Hal inilah mengapa teknik ini dapat kita gunakan untuk menyelesaikan sebuah permasalahan dengan baik dan cepat sehingga solusi dapat segera ditemukan.

Teknik abstraksi ini merupakan bagian dari bagaimana kita dapat berpikir komputasional sehingga nantinya setiap masalah yang menggunakan teknik ini dapat ditemukan solusinya dengan cara menggeneralisasi beberapa informasi-informasi yang didapatkan kemudian di klasifikasikan mana yang informasi penting dan mana yang tidak penting.

Contohnya dalam menentukan posisi di bumi dapat digeneralisasi dengan menggunakan titik koordinat bujur dan lintang. Adapun contoh lainnya, ketika menggambar seekor kucing , kita mencatat bahwa semua kucing memiliki karakteristik umum misalnya mata, ekor, bulu, keinginan ikan dan kemampuan untuk membuat suara mengeong.

Selain itu, setiap kucing memiliki ciri khas seperti bulu hitam, ekor panjang, mata hijau, cinta salmon, dan nyaring keras. Rincian ini dikenal sebagai ciri spesifik.

Untuk menggambar kucing dasar, kita perlu tahu bahwa ia memiliki ekor, bulu, dan mata. Karakteristik ini relevan, kita tidak perlu tahu apa suara kucing yang dibuat atau ikan apa yang disukai. Karakteristik ini tidak relevan dan bisa disaring.

Proses yang dilakukan dengan teknik abstraksi ini akan menghasilkan beberapa informasi saja yang dapat digunakan sebagai acuan untuk kita bisa membangun ide dasar seekor kucing yaitu seperti apa kucing pada dasarnya sehingga bisa digambarkan dengan baik.

• Penerapan Algoritma

Algoritma adalah sebuah teknik dalam berpikir komputasional dengan memecahkan masalah dengan membuat langkah-langkah secara sistematis dan tersusun dengan menggunakan logika berfikir komputasional.

Secara tidak langsung mungkin kita pernah melakukan teknik algoritma meskipun kita belum mengetahui konsep algoritma. Contohnya dalam membuat kopi. Dimana, untuk membuat algoritma kita perlu memahami bahan-bahan apa saja yang dibutuhkan dalam membuat segelas kopi. Ini merupakan langkah awal yang akan dijadikan acuan dalam membuat langkah-langkah algoritma.

Algoritma dalam pembuatan segelas kopi dengan langkah-langkah di bawah ini :

• Tuangkan kopi sachet ke dalam gelas
• Kemudian tuangkan air panas ke dalam gelas yang sudah berisi bubuk kopi dan gula
• Lalu aduk hingga merata
• Kemudian kopi siap disajikan

Algoritma di atas merupakan langkah-langkah yang sistematis dalam pembuatan segelas kopi. Point dalam algoritma pembuatan kopi adalah bagaimana kita dapat menyelesaikan sebuah masalah dengan cara berpikir komputasional dengan menggunakan teknik algoritma.

Dalam prakteknya pada kehidupan sehari-hari, konsep berpikir komputasional Algoritma, dikenal beberapa hal :

Pencarian (Searching), 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.

• Mencari buku dengan judul tertentu di rak buku perpustakaan.
• Mencari pakaian batik seragam kalian di lemari yang berisi semua pakaian yang kalian miliki.
• Mencari dokumen atau web tertentu dengan mesin pencari seperti Google.

Elemen pada masalah pencarian meliputi hal-hal berikut.

• Sekumpulan benda atau objek.
• Kriteria dari benda atau objek yang dicari.
• Pengecekan benda atau objek, untuk memeriksa apakah ia memenuhi kriteria pencarian.

Pengurutan (Sorting), Pengurutan merupakan suatu permasalahan klasik pada komputasi yang dilakukan untuk mengatur agar suatu kelompok benda, objek, atau entitas diletakkan mengikuti aturan tertentu. Urutan yang paling sederhana misalnya mengurutkan angka secara terurut menaik atau menurun.

Biasanya, masalah pengurutan terdiri atas sekumpulan objek yang disusun secara acak yang harus diurutkan. Setelah itu, secara sistematis, posisi objek diperbaiki dengan melakukan pertukaran posisi dua buah objek. Hal ini dilakukan secara terus-menerus hingga semua posisi objek benar.

Terdapat 2 langkah penting dalam melakukan sebuah pengurutan. Langkah pertama ialah melakukan pembandingan. Untuk melakukan pengurutan, dipastikan ada dua buah nilai yang dibandingkan. Pembandingan ini akan menghasilkan bilangan yang lebih besar dari, lebih kecil dari, atau memiliki nilai sama dengan sebuah bilangan lainnya. Langkah kedua ialah melakukan penempatan bilangan setelah melakukan pembandingan. Penempatan bilangan ini dilakukan setelah didapatkan bilangan lebih besar atau lebih kecil (bergantung pada pengurutan yang digunakan).

Terdapat beberapa teknik (algoritma) untuk melakukan pengurutan seperti :

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 ditukardengan 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.

Selection Sort, Selection sort merupakan algoritma pengurutan yang juga cukup sederhana, dengan algoritma mencari (menyeleksi) bilangan terkecil/terbesar (bergantung pada urut naik atau turun) dari daftar bilangan yang belum terurut dan meletakkannya dalam daftar bilangan baru yang dijaga keterurutannya. Algoritma ini membagi daftar bilangan menjadi dua bagian, yaitu bagian terurut dan bagian yang belum terurut. Bagian yang terurut di sebelah kiri dan bagian yang belum terurut di sebelah kanan. Awalnya, semua elemen bilangan dalam daftar ialah bagian yang belum terurut, dan bagian yang terurut kosong. Berikut langkah-langkah yang terdapat pada algoritma selection sort.

• Cari bilangan terkecil yang ada pada bagian belum terurut.
• Tukar bilangan tersebut dengan bilangan pertama bagian belum terurut, lalu masukkan ke bagian terurut.
• Ulangi langkah 1 dan 2 sampai bagian yang belum terurut habis.

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.

Bayangkan sebuah loket di sebuah rumah sakit, di mana para pasien yang akan berobat diminta untuk mendaftar lebih dahulu di loket penerimaan serta mengisi formulir pendaftaran. Setelah formulir tersebut diisi, para pasien akan mengembalikan formulir ke loket dan menunggu dipanggil oleh petugas. Kebetulan, di pagi hari, dokter yang bertugas belum datang sehingga para pasien harus menunggu. Ketika sang dokter tiba, petugas loket akan memanggil para pasien satu per satu untuk mendapat layanan.

Perhatikan sekarang bagaimana urutan pasien itu dipanggil oleh petugas loket.

1. Misalkan, petugas loket menumpuk formulir-formulir tersebut di mana formulir yang baru diterima diletakkan di atas formulir yang sudah diterima sebelumnya, kemudian ketika ketika memanggil pasien, petugas tersebut memanggil dengan urutan mulai dari formulir yang berada di atas tumpukan. Menurut kalian, apakah urutan tersebut adil/sesuai dengan yang diharapkan para pasien? Mengapa?
2. Bagaimana cara petugas menyusun tumpukan formulir dan/atau cara urutan memanggil para pasien dari tumpukan formulir sedemikian rupa sehingga pasien yang datang dan mengisi formulir lebih dulu, akan dipanggil lebih dulu juga (dan sebaliknya)?

Dalam dunia komputasi/informatika, terkadang, kita perlu untuk menyimpan data/objek dalam suatu urutan tertentu, untuk kemudian/sewaktu-waktu diambil/ dikeluarkan kembali, mungkin untuk diproses lebih lanjut atau untuk tujuan-tujuan lain. Ada dua cara utama kita dapat melakukan penyimpanan ini.

1. Antrean (queue): pada metode ini, objek-objek disimpan dalam metode penyimpanan yang berupa sebuah antrean sehingga objek yang pertama/ lebih dulu datang, juga akan lebih dulu keluar/selesai, layaknya sebuah antrean di loket, pintu masuk, dll. Prinsip ini disebut prinsip First In First Out (FIFO). Dalam sebuah antrean orang, misalnya, jelas orang yang pertama datang akan berada di depan antrean, dan harus menjadi yang pertama yang mendapat pelayanan.
2. Tumpukan (stack): pada metode ini, objek-objek disimpan dalam metode penyimpanan yang menyerupai sebuah tumpukan (misal: tumpukan piring). Dengan demikian, objek yang pertama/lebih dulu disimpan justru akan menjadi yang terakhir keluar. Prinsip ini disebut juga Last In First Out (LIFO). Dalam tumpukan piring, misalnya, piring pertama yang diletakkan akan berada di posisi paling bawah, dan jika kita ambil piring satu per satu dari tumpukan itu, tentunya piring yang berada di posisi paling bawah tersebut akan menjadi yang terakhir diambil.

Tweet

Jangan sampai ketinggalan postingan-postingan terbaik dari INFORMATIKA SMA. Berlangganan melalui email sekarang juga:

Atau sobat juga bisa follow INFORMATIKA SMA dengan mengklik tombol di bawah ini:

Artikel keren lainnya:

Ditulis oleh TIK DAN PRAKARYA SMA pada tanggal Kamis, 18 Agustus 2022