Berpikir Komputasional
Materi Informatika SMP Kelas VII
Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi
Apa itu Berpikir Komputasional?
Berpikir komputasional adalah proses berpikir untuk memformulasikan persoalan dan solusinya, sehingga solusi tersebut secara efektif dapat dilaksanakan oleh agen pemroses informasi, baik itu komputer, robot, maupun manusia.
Kemampuan berpikir komputasional perlu dikuasai sejak pendidikan dasar karena menjadi dasar bagi siswa untuk belajar berbagai elemen pengetahuan lainnya seperti analisis data, algoritma, pemrograman, dan teknologi informasi.
Ingat: Berpikir komputasional bukan hanya untuk komputer, tapi untuk menyelesaikan masalah sehari-hari secara efisien dan efektif.
Tujuan Pembelajaran
- Menerapkan berpikir komputasional untuk menyelesaikan persoalan komputasi yang mengandung algoritma, representasi data, struktur data (list), dan penjadwalan.
- Merelasikan penerapan konsep Informatika dalam kehidupan sehari-hari.
Empat Pilar Berpikir Komputasional
Fondasi utama dalam menyelesaikan masalah secara komputasional
Dekomposisi
Memecah masalah kompleks menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Dengan mendekomposisi masalah, kita dapat menyelesaikannya secara bertahap.
Contoh: Membuat gelang dengan manik-manik berwarna-warni bisa dipecah menjadi tahapan: memilih urutan warna, menentukan jumlah manik-manik, dan menyusun sesuai aturan.
Abstraksi
Menyaring informasi penting dari yang tidak penting, sehingga fokus pada aspek yang relevan dari masalah. Mengabaikan detail yang tidak perlu untuk mempermudah pemecahan masalah.
Contoh: Saat membuat jadwal kegiatan, kita hanya memperhatikan waktu dan urutan kegiatan, bukan detail seperti warna baju yang dikenakan.
Pengenalan Pola
Mengidentifikasi kesamaan atau pola dalam masalah yang berbeda, sehingga solusi dari satu masalah dapat diterapkan pada masalah lain yang sejenis.
Contoh: Pola warna manik-manik (merah, hijau, kuning, biru) yang berulang membantu kita memprediksi urutan selanjutnya.
Algoritma
Menuliskan langkah-langkah yang terurut dan sistematis untuk menyelesaikan masalah. Algoritma adalah kumpulan instruksi yang jelas untuk mencapai tujuan tertentu.
Contoh: Langkah-langkah membuat gelang: 1) Tentukan urutan warna, 2) Siapkan manik-manik, 3) Mulai merangkai sesuai urutan, 4) Hentikan jika salah satu warna habis.
Aktivitas Pembelajaran
Latihan praktik untuk mengasah kemampuan berpikir komputasional
Aktivitas 1: Gelang Warna Warni
Tantangan
Kiki sedang membuat gelang dari manik-manik berbentuk bulat. Urutan warna manik-manik pada gelang tersebut adalah merah (M), hijau (H), kuning (K), dan biru (B). Selama empat warna manik-manik tersebut masih tersedia, Kiki tidak akan mengubah urutan warnanya. Setelah memasukkan manik-manik biru, Kiki akan kembali memasukkan manik-manik berwarna merah.
Jika salah satu warna manik-manik habis, Kiki akan meneruskan membuat gelang dengan manik-manik yang tersisa. Manik-manik yang bersebelahan tidak boleh berwarna sama.
Ketersediaan manik-manik:
- • 5 buah manik-manik merah (M)
- • 3 buah manik-manik hijau (H)
- • 7 buah manik-manik kuning (K)
- • 2 buah manik-manik biru (B)
Berapa banyak manik-manik yang dapat dirangkai oleh Kiki?
Solusi
Jawaban yang benar adalah 15 manik-manik.
Langkah 1: Buat urutan berulang: M-H-K-B (18 iterasi pertama)
Langkah 2: Setelah biru habis, lanjutkan dengan M-H-K
Langkah 3: Setelah hijau habis, lanjutkan dengan M-K
Langkah 4: Setelah merah habis, hanya tersisa kuning yang tidak bisa digunakan karena tidak boleh bersebelahan dengan warna yang sama
Penting: Meskipun terdapat 17 manik-manik secara total, aturan "manik-manik bersebelahan tidak boleh berwarna sama" membatasi jumlah maksimal yang bisa dirangkai.
Aktivitas 2: Mengisi Ember
Tantangan
Bobo diminta oleh ayahnya untuk mengisi penuh tiga buah ember dengan air. Di rumah Bobo, hanya terdapat dua pancuran air yang dapat digunakan untuk mengisi ember-ember tersebut. Untuk memenuhi satu ember dengan air, diperlukan waktu satu jam.
Pengisian air pada setiap ember dapat dibagi menjadi beberapa tahap. Bobo ingin menyelesaikan tugas ini secepat mungkin.
Berapa waktu minimum yang dibutuhkan Bobo untuk mengisi ketiga ember tersebut hingga penuh?
Solusi
Jawaban yang benar adalah 1 jam 30 menit.
Strategi optimal:
0-30 menit: Isi ember 1 dan ember 2 masing-masing 50%
30-60 menit: Isi ember 1 selesai (50% terakhir) dan mulai isi ember 3 (50% pertama)
60-90 menit: Isi ember 2 selesai (50% terakhir) dan isi ember 3 selesai (50% terakhir)
Dengan strategi ini, Bobo memanfaatkan kedua pancuran secara bersamaan dan mengoptimalkan waktu, sehingga lebih cepat daripada mengisi ember satu per satu (yang akan memakan waktu 3 jam).
Aktivitas 3: Kata Rahasia
Tantangan
Xixi mengirimkan sebuah kata rahasia kepada Ben. Xixi memberi tahu petunjuk berikut ini kepada Ben:
- Bagian atas dari setiap kartu ditandai dengan persegi panjang berwarna hitam.
- Pada setiap kartu, terdapat dua buah huruf. Huruf yang berada pada bagian bawah adalah huruf yang harus ditulis sebelum huruf yang berada pada bagian atas.
- Terapat satu buah kartu yang hanya terdiri atas satu buah huruf.
Kartu-kartu yang dikirimkan:
K
O
T
I
K
Kata apakah yang dikirimkan oleh Xixi kepada Ben?
Solusi
Jawaban yang benar adalah kata KOTIKA.
Langkah 1: Temukan huruf pertama - cari kartu yang hanya memiliki satu huruf (K)
Langkah 2: Cari kartu yang memiliki K di bagian bawah (O-K)
Langkah 3: Cari kartu yang memiliki O di bagian bawah (T-O)
Langkah 4: Cari kartu yang memiliki T di bagian bawah (I-T)
Langkah 5: Cari kartu yang memiliki I di bagian bawah (K-I)
Langkah 6: Cari kartu yang memiliki K di bagian bawah (A-K)
Ini adalah contoh representasi linked list dalam struktur data, di mana setiap kartu menyimpan data (huruf) dan pointer (hubungan urutan) ke data berikutnya.
Aktivitas 4: Peminjaman Ruangan
Tantangan
Zoro sedang bertugas mencatat peminjaman ruang kelas untuk kegiatan ekstra kurikuler. Terdapat dua belas ruang kelas, yaitu ruang A sampai dengan ruang L.
Catatan peminjaman:
| Ruang | Senin | Selasa |
|---|---|---|
| A | *** | *** |
| B | ||
| C | *** | |
| D | *** | |
| E | ||
| F | *** | |
| G | ||
| H | *** | |
| I | ||
| J | *** | *** |
| K | *** | |
| L | *** | *** |
Berapa banyak ruangan yang tidak pernah dipinjam pada hari Senin maupun Selasa?
Solusi
Jawaban yang benar adalah 4 ruangan.
Langkah 1: Identifikasi ruangan yang tidak dipinjam pada Senin: B, E, G, I
Langkah 2: Identifikasi ruangan yang tidak dipinjam pada Selasa: B, E, G, I
Langkah 3: Ruangan yang tidak pernah dipinjam pada kedua hari: B, E, G, I
Ini adalah contoh representasi data biner, di mana setiap ruangan bisa direpresentasikan sebagai bit: 1 = dipinjam, 0 = tidak dipinjam. Operasi logika OR digunakan untuk menggabungkan data dari dua hari.
Konsep Utama Informatika
Elemen-elemen penting dalam berpikir komputasional
Algoritma
Kumpulan instruksi terurut untuk menyelesaikan masalah. Algoritma harus jelas, terstruktur, dan dapat diikuti oleh manusia atau mesin.
Struktur Data
Cara mengorganisasi dan menyimpan data agar dapat diakses dan dimodifikasi secara efisien. Contoh: list, array, linked list.
Representasi Data
Cara menyajikan informasi dalam bentuk yang dapat diproses oleh sistem komputasi. Termasuk penggunaan bilangan biner dan sistem digital.