Algoritma

Saat ini, salah satu bidang yang banyak diminati dikalangan anak muda adalah bidang IPTEK lebih spesifiknya lagi adalah bidang pemrograman. Selain diminati prospek kerja untuk bidang ini sangat besar dan luas, karena kita tahu sendiri segala aktifitas manusia akan selalu berhubungan dengan komputer dan semacamnya.

Untuk mengetahui bagaimana sebenarnya pemrograman,bagaimana cara membuat program, hal pertama yang wajib kita ketahui adalah ALGORITMA

Algoritma adalah urutan langkah-langkah untuk menyelesaikan suatu persoalan.

Terdapat beberapa definisi lain tentang algoritma, tetapi pada prinsipnya senada dengan pengertian yang diungkapkan diatas yang diungkapkan beberapa literatur.

Algoritma adalah deretan langkah-langkahkomputasi yang mentrasformasikan data masukan menjadi luaran [COR90].

Algoritma adalah deretan instruksi yang jelas untuk memecahkan persoalan yaitu untuk memperoleh luaran yang diinginkan dari suatu masukan dalam jumlah waktu yang terbatas [LEV03].

A. Sejarah algoritma

Algoritma adalah jantung ilmu komputer atau informatika. Banyak cabang dari ilmu koputer yang diacu dalam terminologi algoritma, misalnya algoritma perutean (routing), pesan di dalam jaringan komputer  algoritma Brensenham untuk menggambar garis lurus (bidang grafika komputer), algoritma Knuth-Morris-Pratt untuk mencari suatu pola di dalam teks (pattern matching), dan sebagainya.

Ditinjau dari asal usul kata, kata “algoritma” sendiri mempunyai sejarah yang cukup unik. Kata ini tidak muncul di dalam kamus Webster sampai akhir tahun 1957, malah kata yang ditemuka adalah algorism yang artinya “proses menghitung dengan angka arab”[KNU73].

Para ahli bahasa berusaha menemukan asal kata dari algorism ini namun hasilnya kurang memuaskan , sampai akhirnya para ahli sejarah matematika menemukan asal muala kata tersebut. Kata algorism  berasal dari nama penulis buku arab yang terkenal, yaitu Abu Ja’far Muhammad ibu Musa al –Khuwarizmi, yang menulis buku yang berjudul Kitab al jabar wal-muqabala yang artinya “buku pemugaran dan pengurangan”(The book of restoration and reduction). Dari judul buku itu kita juga memperoleh akar kata aljabar.

Perubahan dari kata algorism menjadi algorithm muncul  karena kata algorism sering dikelirukan dengan arithmetic, sehingga akhiran –sm berubah menjadi –thm. Karena perhitungan dengan angka arab sudah menjadi hal yang sudah biasa, maka lambat laun kata algorithm, berangsur-angsur dipakai sebagai metode perhitungan (komputasi) secara umum. Sehingga kehilangan makna aslinya [PAR95]. Dalam bahasa Indonesia, kata algorithm deserap menjadi algoritma.

Pada tahun 1950, kata algoritma pertama kali disandangkan dengan “algoritma Euclidean”(Euclid’s algorithm). Euclid, seorang matematikawan Yunani yang lahir pada tahun 350 M. Dalam bukunya berjudul Element menuliskan langkah-langkah untuk menemukan pebagi bersama terbesar (common greatest divisor atau gcd). Dari dua bilangan bulat, m dan n [KNU73]. Tentu saja Euclid tidak menyebut metode gcd-nya itu dengan algoritma, baru di abad moderenlah orang menyebut metodenya itu sebagai “algoritma Euclidean”. Pemagi besama terbesar dari dua buah bilangan bulat tak-negatif  adalah bilangan bulat positif terbesar yang habis membagi kedua bilangan tersebut.

B. Beda Algoritma dan Program

Program adalah kumpulan pernyataan komputer, sedangkan algoritma  merupakan metode dan tahapan sistematis dalam program. Program ditulis dengan menggunakan bahasa pemrograman. Jadi bisa disebut bahwa program adalah suatu implementasi dari bahasa pemrograman. Beberapa pakar memberi formula bahwa :

Program = Algoritma + Bahasa (Struktur Data)

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, demikian juga sebaliknya.

Pembuatan algoritma mempunyai banyak keuntungan di antaranya :

·       Pembuatan atau penulisan algoritma tidak tergantung pada bahasa pemrograman manapun, artinya penulisan  algoritma independen dari bahasa pemrograman dan komputer yang melaksanakannya.

·       Notasi algoritma dapat diterjemahkan ke dalam berbagai bahasa pemrograman.

·       Apapun bahasa pemrogramannya, output yang akan dikeluarkan sama karena algoritmanya sama.

  Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam membuat algoritma :

·       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 notasi bahasa pemrograman. Notasi yang digunakan dalam menulis algoritma disebut notasi algoritmik.

·       Setiap orang dapat membuat aturan penulisan dan notasi algoritmik sendiri. Hal ini dikarenakan 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 menjalannya.

·       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 ditranslasikan ke dalam notasi bahasa pemrograman. Ada beberapa hal yang harus diperhatikan pada translasi tersebut, yaitu :

a.  Pendeklarasian variabel

Untuk mengetahui dibutuhkannya pendeklarasian variabel dalam penggunaan bahasa pemrograman apabila    tidak semua bahasa pemrograman membutuhkannya.

b.  Pemilihan tipe data

Apabila bahasa pemrograman yang akan digunakan membutuhkan pendeklarasian variabel maka perlu hal ini dipertimbangkan pada saat pemilihan tipe data.

c.  Pemakaian instruksi-instruksi

Beberapa instruksi mempunyai kegunaan yang sama tetapi masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan yang berbeda.

d.  Aturan sintaksis

Pada saat menuliskan program kita terikat dengan aturan sintaksis dalam bahasa pemrograman yang akan digunakan.

e.  Tampilan hasil

Pada saat membuat algoritma kita tidak memikirkan tampilan hasil yang akan disajikan. Hal-hal teknis ini diperhatikan ketika mengkonversikannya menjadi program.

f.  Cara pengoperasian compiler atau interpreter.

Bahasa pemrograman yang digunakan termasuk dalam kelompok compiler atau interpreter.

C.  Mekanisme Pelaksanaan Algoritma oleh Pemroses

Kata “algoritma” dan “program” seringkali dipertukarkan dalam penggunaannya. Misalnya ada orang yang berkata seperti ini: “program pengurutan data menggunakan algoritma selection sort”. Atau pertanyaan seperti ini: “bagaimana algoritma dan program menggambarkan grafik tersebut?”. Algoritma adalah langkah-langkah penyelesaikan masalah, sedangkan program adalah realisasi algoritma dalam bahasa pemrograman. Program ditulis dalam salah satu bahasa pemrograman dan kegiatan membuat program disebut pemrograman (programming). Orang yang menulis program disebut pemrogram (programmer). Tiap-tiap langkah di dalam program disebut pernyataan atau instruksi. Jadi, program tersusun atas sederetan instruksi. Bila suatu instruksi dilaksanakan, maka operasi-operasi yang bersesuaian dengan instruksi tersebut dikerjakan komputer.

Secara garis besar komputer tersusun atas empat komponen utama yaitu, piranti masukan, piranti keluaran, unit pemroses utama, dan memori. Unit pemroses utama (Central Processing Unit – CPU) adalah “otak” komputer, yang berfungsi mengerjakan operasi-operasi dasar seperti operasi perbandingan, operasi perhitungan, operasi membaca, dan operasi menulis. Memori adalah komponen yang berfungsi menyimpan atau mengingatingat.

Yang disimpan di dalam memori adalah program (berisi operasi-operasi yang akan dikerjakan oleh CPU) dan data atau informasi (sesuatu yang diolah oleh operasi-operasi). Piranti masukan dan keluaran (I/O devices) adalah alat yang memasukkan data atau program ke dalam memori, dan alat yang digunakan komputer untuk mengkomunikasikan hasil-hasil aktivitasnya. Contoh piranti masukan antara lain, papan kunci (keyboard), pemindai (scanner), dan cakram (disk). Contoh piranti keluaran adalah, layar peraga (monitor), pencetak (printer), dan cakram.

Mekanisme kerja keempat komponen di atas , mula-mula program dimasukkan ke dalam memori komputer. Ketika program dilaksanakan (execute), setiap instruksi yang telah tersimpan di dalam memori dikirim ke CPU. CPU mengerjakan operasioperasi yang bersesuaian dengan instruksi tersebut. Bila suatu operasi memerlukan data, data dibaca dari piranti masukan, disimpan di dalam memori lalu dikirim ke CPU untuk operasi yang memerlukannya tadi. Bila proses menghasilkan keluaran atau informasi, keluaran disimpan ke dalam memori, lalu memori menuliskan keluaran tadi ke piranti keluaran (misalnya dengan menampilkannya di layar monitor).

D.  Menilai Sebuah Algoritma

Ketika manusia berusaha memecahkan masalah, metode atau teknik yang digunakan untuk memecahkan masalah itu ada kemungkinan bisa banyak (tidak hanya satu). Dan kita memilih mana yang terbaik di antara teknikteknik itu. Hal ini sama juga dengan algoritma, yang memungkinkan suatu permasalahan dipecahkan dengan metode dan logika yang berlainan. Yang menjadi pertanyaan adalah bagaimana mengukur mana algoritma yang terbaik? Beberapa persyaratan untuk menjadi 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 (kelola).

·     Portabilitas yang tinggi (portability). Bisa dengan mudah diimplementasikan di berbagai platform komputer.

·     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.

Contoh :   Tambahkan 1 atau 2 pada x.

Instruksi di atas terdapat keraguan.

·     Jumlah langkah atau instruksi berhingga dan tertentu. Artinya, untuk kasus yang sama banyaknya, langkah harus tetap dan tertentu meskipun datanya berbeda.

·     Efektif. Tidak boleh ada instruksi yang tidak mungkin dikerjakan oleh pemroses yang akan menjalankannya.

Contoh :   Hitung akar 2 dengan presisi sempurna.

Instruksi di atas tidak efektif, agar efektif instruksi tersebut diubah.

Misal : Hitung akar 2 sampai lima digit di belakang koma.

·     Harus terminate. Jalannya algoritma harus ada kriteria berhenti. Pertanyaannya adalah apakah bila jumlah instruksinya berhingga maka pasti terminate?

·     Output yang dihasilkan tepat. Jika langkah-langkah algoritmanya logis dan diikuti dengan seksama maka dihasilkan output yang diinginkan.

   E. Karekteristik Algoritma

Algoritma berisi urtan langkah-langkah untuk meneyelesaikan persoalan yang diberikan. Pada dasarnya sebuah algoritma menerima beberapa masukan (input), memprosesnya dalam urutan langkah-langkah tadi, dan menghasilkan luaran (output).

Menurut Donald E.Knuth di dalam Art of Computer Programming [KNU73], sebuah algoritma harus mempunyak lima ciri penting:

1.       Algoritma harus bergenti setelah mengerjakan sejumlah langkah terbatas.Sebagai contoh, pada algoritma mempertukarkan isi gelas A ke B dan B ke A,algoritma berhenti setelah larutan dituangkan dari gelas C ke gelas B.

2.       Setiap langkah harus didefinisakn dengan tepat dan tidak boleh berarti-dua (ambiguous). Contoh, pertanyaan “bagilah p dengan sejumlah beberapa buah bilangan bulat positif” dapat bermakna ganda

3.       Algortima memiliki o atau lebih masukan (input).Masukan ialah parameter nilai yang diberikan kepada algoritma untuk diproses.

4.       Algoritma memunyai nol atau lebih luaran (output).Luaran dapat berupa pesan atau besaran yang memiliki bubungan dengan masukan

5.       Algoritma harus sangkil (effective).Setiap langkah harus sederhana sehingga dapat dikerjakan dalam sejumlah waktu yang masuk akal

R E F R E N S I


Munir,Rinaldi.2016.Algoritma dan Pemrograman dalam Bahasa Pascal, C, C++.Bandung : Informatika Bandung

Sahyar.2016.Algoritma dan Pemrograman Menggunakan MATLAB (Matrix Laboratory) Edisi Pertama.Jakarta : Kencana

Kristanto, Andri.2013.Algoritma & Pemrograman dengan C++ Edisi 3.Yogyakarta : Graha Ilmu

https://andikafisma.files.wordpress.com