BAB 2

BERPIKIR KOMPUTASIONAL

Tujuan Pembelajaran 

Pada setiap soal dalam bab Berpikir Komputasional ini, terdapat konsepkonsep Informatika yang dibungkus dalam bentuk soal cerita yang dekat dengan kehidupan sehari-hari. Secara khusus, pada materi kelas IX ini, kalian akan belajar mengidentifikasi algoritma (langkah-langkah) untuk menyelesaikan sebuah masalah, struktur data, ekspresi, dan operasi logika.

Pertanyaan Pemantik 

Konsep informatika apa sajakah yang telah kalian pelajari melalui materi Berpikir Komputasional?

Soal-soal pada Bab Berpikir Komputasional mencakup berbagai konsep Informatika, yang dapat dipilih dan direncanakan secara berjenjang agar tidak tumpang tindih. Tentunya, konsep-konsep tersebut tidak terbatas pada soal-soal yang disajikan pada materi Berpikir Komputasional pada jenjang kelas VII, VIII, dan IX. Maka, peta konsep yang diberikan pada bab ini tidak dapat menggambarkan konsep Berpikir Komputasional secara keseluruhan, tetapi terbatas pada materi yang dibahas pada kelas IX, yaitu terkait struktur data, pengenalan pola, serta algoritma.

Apersepsi 

Dalam materi Berpikir Komputasional kelas VII, VIII, dan IX, kemampuan kalian dalam berpikir komputasional selalu diasah. Menurut kalian, mengapa berpikir komputasional begitu penting dalam bidang Informatika? 

Kata Kunci 

Berpikir komputasional, penyelesaian masalah, algoritma, struktur data, ekspresi logika, operasi logika. 

A. Struktur Data 

Pada materi kelas VII dan VIII, kalian sudah mempelajari struktur data daftar (list) dan tumpukan (stack). Pada kelas IX ini, kalian akan mempelajari dua struktur data lain yang sering digunakan dalam bidang Informatika, yaitu graf (graph) dan pohon (tree). 

 Apakah kalian pernah memerhatikan bagaimana struktur susunan kepengurusan dalam sebuah organisasi? Struktur organisasi tersebut biasanya digambarkan dengan struktur pohon seperti yang diberikan pada Gambar 2.2.

 Struktur pohon menggambarkan sebuah hierarki. Ciri dari struktur pohon ialah bahwa “anak” (child) yang hierarkinya lebih rendah, hanya mempunyai satu “orang tua” (parent). Anak yang orang tuanya sama, sama levelnya, disebut “bersaudara”. 

   Dalam bidang Informatika, dikenal juga struktur data graf (graph) seperti yang diberikan pada Gambar 2.3. 

 Gambar 2.3 Contoh Struktur Data Graf 

    Struktur data graf dapat digunakan untuk merepresentasikan data dalam berbagai kasus, misalnya jalan yang menghubungkan 2 tempat. Secara spesifik, misalnya menggambarkan jalur kereta api dari suatu kota ke kota lain. Jika kita menggunakan kasus jalur kereta api, Gambar 2.3 dapat diartikan menjadi seperti berikut: terdapat jalur kereta api yang menghubungkan Kota A dan Kota D, terdapat jalur kereta api yang menghubungkan Kota A dan Kota C, Kota B dan Kota E tidak terhubung langsung melalui jalur kereta api, dst. Walaupun tidak terhubung langsung, jika kita ingin bepergian dari Kota B ke Kota E, maka kita dapat memanfaatkan jalan dari B ke A, kemudian ke Kota C. 

   

    Hubungan dapat seperti yang disebutkan (dua arah) dan digambarkan sebagai busur yang menghubungkan data. Hubungan juga dapat hanya satu arah, misalnya jika jalan penghubung ada yang satu arah, dan ada yang dua arah, penghubung digambarkan sebagai “anak panah” yang berarah. Contoh: misalnya jalan dari A ke C hanya searah, yaitu dari A menuju C, sedangkan jalan lainnya dua arah, grafnya menjadi seperti Gambar 2.4. 

 Gambar 2.4 Contoh Struktur Data Graf 

    Hubungan searah atau dua arah tersebut dapat dimodelkan menjadi graf pada Gambar 2.4. Graf adalah sebuah model tentang hubungan antardata.

Ayo, Kita Berlatih 

Aktivitas Individu 

Aktivitas BK-K9-01-U: Pengantar Paket 

Hara ialah kurir pengantar paket yang sedang berada di sebuah kompleks perumahan. Kompleks tersebut terdiri atas sembilan rumah yang tersusun secara melingkar, dinomori dari A s.d. J. Waktu yang diperlukan untuk berpindah dari satu rumah ke rumah lainnya ialah 10 menit. 

Saat ini, Hara sedang berada di rumah H. Hara dapat berjalan searah jarum jam, maupun sebaliknya. Setelah selesai mengantarkan sebuah paket, Hara pun dapat memilih ke arah mana dia akan berjalan. Hara mencatat waktu yang diperlukan untuk mengantar setiap paket. 

Tantangan: 

Jika Hara mulai mengantar paket dari rumah H dan berakhir di rumah F, serta mencatat waktu perjalanan yang ditempuh ialah 20, 10, 20, dan 40 menit, tiga rumah mana sajakah yang dikunjungi Hara sebelum tiba di rumah F? Tuliskan langkah-langkah yang kalian gunakan untuk mendapatkan jawaban tersebut! 

Jawaban kalian adalah: _____________________________________________________ 

Tuliskan dengan ringkas cara kalian menyelesaikan masalah ini!

Ayo, Kita Berlatih 

Aktivitas Individu 

Aktivitas BK-K9-02-U: Pengantar Paket (2) 

Hara, sang kurir pengantar paket, sedang berada di sebuah kota yang terdiri atas tujuh rumah. Sayangnya, di kota tersebut, tidak semua rumah saling terhubung oleh jalan. Gambar berikut menunjukkan nama pemilik rumah, jalan yang menghubungkan antar rumah, dan berat paket (dalam kilogram) yang harus diantarkan oleh Hara ke setiap rumah. 

Berikut ialah aturan pengantaran paket yang digunakan oleh Hara. 

1. Hara akan mengantarkan paket melalui jalan yang menghubungkan rumah yang satu ke rumah yang lain. 
2. Jika terdapat beberapa pilihan jalur dari rumah yang saat ini dikunjungi Hara, dia akan memilih rumah yang memiliki bobot paket terkecil (paket yang paling ringan). 
3. Jika semua rumah yang terhubung sudah menerima paket, Hara akan kembali ke rumah terakhir yang dia kunjungi sebelum dia mengunjungi rumah tempatnya berada saat ini. 

Tantangan: 

Hara mengantarkan paket pertama ke rumah Anto. Siapakah yang akan menerima paket terakhir dari Hara? Tuliskan urutan pengantaran paket yang dilakukan Hara! 

Jawaban kalian adalah: _____________________________________________________ 

Tuliskan dengan ringkas cara kalian menyelesaikan masalah ini!

B. Ekspresi dan Operasi Logika 

Kalian tentu sudah tidak merasa asing lagi dengan ekspresi aritmatika seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.4. 

 Gambar 2.5 Contoh Ekspresi Aritmatika 

 Pada Gambar 2.5, terdapat ekspresi aritmatika sederhana yang terdiri dari tiga buah operand (1, 2, 3) dan tiga dua operator (+, x). Operan dan perator telah kalian kenal dalam Aktivitas Teka-teki Operasi Perhitungan pada Bab Berpikir Komputasional Kelas 8. Gabungan dari operator dan operand tersebut disebut dengan ekspresi aritmatika. Sedangkan proses untuk melakukan perhitungan operand-operand berdasarkan operator terkait, disebut dengan operasi. Melalui soal berikut ini, kalian akan diperkenalkan pada operator, ekspresi, dan operasi logika.

Ayo, Kita Berlatih 

Aktivitas Individu 

Aktivitas BK-K9-03-U: Hitam Putih 

Pada soal berikut ini, kalian akan kembali berlatih dengan tipe data boolean. Tipe data boolean ini dicetuskan oleh George Boole, yaitu seorang ahli Matematika, filsuf, pendidik, dan ahli logika yang berasal dari Inggris. Saat kelas VII, kalian pernah mengerjakan soal mengenai Peminjaman Ruang (BKK7-05-U, pada Bab Berpikir Komputasional). Boolean adalah sebuah tipe data yang hanya dapat memiliki dua nilai, yaitu benar (true) atau salah (false). Dalam bidang Informatika, boolean adalah salah satu konsep yang penting. 

    Nilai true atau false pada boolean dapat juga direpresentasikan dengan bilangan biner, yaitu 0 atau 1. Dalam soal ini, kita akan melihat contoh lain representasi tipe data boolean, yaitu dengan warna hitam dan putih. 

Persoalan: 

Rara sedang mengunjungi sebuah rumah makan dan dia tertarik untuk memerhatikan hiasan dinding yang ada pada restoran tersebut. Berikut ialah gambar yang dilihat oleh Rara. 

Jika kotak hitam putih A dan B dikombinasikan akan dihasilkan kotak hitam putih 

Berapa banyak kotak hitam yang didapatkan dari kombinasi kotak D dan E (terdapat pada kotak F) 

    Jika Rara berhasil menjawab pertanyaan tersebut, dia akan mendapat bonus kue cokelat kesukaannya dari restoran tersebut. Rara bingung dan meminta bantuan kalian untuk menyelesaikan teka-teki tersebut. 

Tantangan: 

Bantulah Rara untuk menemukan jawaban pertanyaan tersebut, yaitu menemukan banyaknya kotak hitam pada kotak F (perhatikan Gambar 2.6). 

Jawaban kalian adalah: _____________________________________________________ 

Tuliskan dengan ringkas cara kalian menyelesaikan masalah ini! ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 

Ceritakan kepada teman-teman, cara kalian menyelesaikan masalah tersebut! 

C. Algoritma 

Dalam kehidupan sehari-hari, kalian dapat menemukan kegiatan yang perlu dilakukan berulang kali. Misalnya, ketika makan, kalian berulang kali menyuap makanan tersebut ke dalam mulut; ketika berjalan, kalian berulang kali melangkahkan kaki; dalam satu minggu, tentu ada kegiatan yang kalian lakukan berulang kali, yaitu sekolah – mengerjakan tugas – belajar. Masih banyak contoh lainnya yang dapat kalian amati dan dapati bahwa kalian sedang melakukan perulangan.

Ayo, Kita Berlatih 

Aktivitas Individu 

Aktivitas BK-K9-04-U: Jalan Keluar 

Yola sedang menyusun sekumpulan tanda panah yang dapat mengarahkan bola hijau tersebut menuju pintu keluar yang ditandai dengan x. 

Jenis tanda panah yang dimiliki oleh Yola adalah 

Yola hanya diperbolehkan menggunakan 8 buah tanda panah. Sekumpulan tanda panah yang disusun oleh Yola akan diulang sebanyak 4 kali. Bola hanya dapat bergerak di kotak yang berwarna putih. 

Tantangan: 

Isilah kotak-kotak berikut dengan 8 tanda panah yang dapat mengarahkan bola hijau menuju kotak yang ditandai dengan ‘x’! 

Jawaban kalian adalah: 

Tuliskan cara kalian menyelesaikan masalah ini. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ...................................................................................................................................