Konsep Algoritma dalam Computational Thinking dan Penerapannya

Computational thinking atau berpikir komputasi merupakan salah satu kemampuan yang harus dimiliki oleh setiap orang untuk menghadapi atau memecahkan persoalan sehari-hari. Computational thinking juga menjadi pemikiran para ilmuwan atau programmer untuk mengembangkan sebuah aplikasi komputer. Cara berpikir ini juga mendukung pemecahan masalah di setiap ilmu, mulai dari sosial dan humaniora, matematika hingga sains.

Computational thinking merupakan proses pemecahan masalah yang mencakup sejumlah karakteristik serta disposisi. Ada 4 tahapan atau metode dalam computational thinking, di antaranya dekomposisi, pengenalan pola, abstraksi, dan algoritma.

Dalam artikel ini kita akan membahas lebih lanjut mengenai algorithm design atau pemikiran algoritma.

Konsep Algoritma dalam Computational Thinking

Algoritma menjadi salah satu tahapan atau metode dalam computational thinking yang perlu dipelajari dengan baik untuk menyelesaikan masalah dengan efektif dan efisien. Algoritma sendiri menjadi tahap terakhir dalam computational thinking setelah dekomposisi, pengenalan pola dan abstraksi. Dalam komputer, penyusunan algoritma efektif untuk mempercepat sebuah aplikasi bekerja.

Algorithm design atau pemikiran algoritma yang merupakan metode khusus yang menggunakan proses matematis dalam proses pemecahan masalah.  Algorithm design diidentifikasi serta dimasukkan ke dalam banyak teori solusi penelitian operasi, layaknya pemrograman dinamis.

Desain algoritmik dirancang dengan pola perancangan algoritma, misalnya pola template, pola dekorator, serta penggunaan struktur data. Lebih mudahnya, pemikiran algoritma merupakan metode untuk memecahkan masalah dengan membuat langkah-langkah yang runtut dan tepat. Melalui langkah-langkah ini, masalah bisa terselesaikan dengan baik dan mudah.

Pada proses pencarian internet algoritma ditemukan dalam packet routing, caching, dan web crawling. Pemikiran algoritma bukan hanya menjadi solusi dalam memecahkan masalah di bidang komputer, tetapi untuk menyelesaikan masalah sehari-hari.

Jika dalam software terdapat algoritma agar software bisa menyelesaikan masalah, maka manusia juga bisa menerapkannya dengan kemampuan computational thinking. Disadari atau tidak, otak kita secara otomatis melakukan proses algoritma untuk memecahkan masalah. Jika metode berpikir ini terus dilatih dan dibiasakan, maka otak kita bisa menyelesaikan masalah kompleks dengan mudah.

Contoh dalam kehidupan sehari-hari, jika Anda ingin pergi ke sekolah, secara tidak langsung otak menyusun sebuah algoritma atau langkah-langkah untuk bisa mencapai tujuan tersebut, mulai dari mandi, menyiapkan dan memakai seragam sekolah, sarapan, menyiapkan kendaraan untuk pergi ke sekolah dan mulai berjalan.

Proses berpikir algoritma ini perlu dianalisis dengan tujuan agar dapat mengambil keputusan yang tepat dalam algoritma menentukan solusi penyelesaian masalah. Contoh penerapan algoritma di sekolah yaitu melakukan perhitungan perkalian di sekolah. Jika ingin mendapatkan jawaban yang tepat maka proses pemecahan masalahnya yaitu dengan mengikuti aturan atau rumus yang sudah diajarkan.

Saat seseorang sudah mempunyai dasar pemikiran algoritma, maka seseorang tidak perlu memikirkan atau risau tiap kali dihadapkan dengan masalah baru.

Dalam ilmu komputer, algoritma merupakan salah satu hal yang mendasar dan penting untuk dikuasai oleh setiap orang mulai dari peneliti, praktisi, hingga orang-orang awam terhadap ilmu komputer pun perlu mempelajari proses algoritma. Penguasaan algoritma tidak cukup hanya dengan tahap mengetahui serta menggunakan proses algoritma dalam menyelesaikan masalah saja, tetapi juga harus mengerti dasar ilmu komputer, merancang serta mengembangkan proses algoritma berdasarkan masalah yang ditemukan.

3 Hal dalam Proses Algoritma dan Langkah-langkahnya

Untuk bisa merancang dan mengembangkan pemikiran algoritma sesuai masalah yang akan diselesaikan, seseorang harus mempelajari dasar perancangan dan pengembangan algoritma serta melakukan pembiasaan. Untuk menganalisis algoritma, setidaknya terdapat tiga hal utama yang harus didefinisikan dengan jelas, yaitu:

• Masalah, sebelum menggunakan proses algoritma, seseorang harus bisa mendefinisikan atau menganalisis masalah yang ingin diselesaikan. Seorang harus bisa mencari tahu apa masalahnya, penyebabnya dan mulai merancang solusi permasalahan yang tepat.
• Masukan, merupakan contoh data maupun keadaan yang menjadi variabel untuk menemukan jalan keluar dari suatu permasalahan.
• Keluaran, merupakan bentuk akhir yang didapatkan dari data maupun keadaan setelah mengimplementasikan algoritma. Keluaran menjadi hasil ideal yang diinginkan atau dianggap sudah menyelesaikan masalah dan menjadi solusi yang tepat.

Aspek terpenting dalam perancangan dan pelaksanaan algoritma yaitu membuat algoritma berjalan efektif dan efisien. Adapun berikut langkah-langkah pemikiran algoritmik, yaitu:

• mendefinisikan masalah,
• mengembangkan model,
• spesifikasi algoritma,
• membangun dan merancang proses pemikiran algoritma,
• memeriksa kebenaran algoritma,
• menganalisis proses algoritma, dan
• mengimplementasikan proses pemikiran algoritma.

Melalui pemikiran algoritma, memungkinkan seseorang untuk membuat solusi yang tepat otomatis. Semakin sering berlatih menyusun sebuah bentuk pemikiran algoritma, maka seseorang akan terbiasa untuk memecahkan permasalahan secara bertahap hingga menemukan jalan keluarnya.

Dasar pemikiran algoritma yang terus-menerus dilatih membuat seseorang memiliki ide dan solusi yang cemerlang, serta meningkatkan kemampuan problem solving dan membangun kemampuan berpikir kritis dan logis.

Contoh Penerapan Algoritma

Berdasarkan informasi yang sudah disampaikan, bisa disimpulkan bahwa algoritma merupakan pengembangan petunjuk pemecahan masalah secara step by step, langkah demi langkah, atau tahapan agar seseorang dapat menggunakan informasi tersebut untuk menyelesaikan permasalahan yang sama.

Algoritma juga biasa digunakan untuk perhitungan, penalaran secara otomatis serta pemrosesan data. Dalam computational thinking, algoritma menjadi salah satu metode yang mudah diterapkan oleh siapa saja, termasuk terhadap peserta didik di sekolah. Hal ini dikarenakan algoritma mudah di desain dan dipahami contohnya menggunakan flowchart atau diagram alur.

Setiap flowchart tersebut dibuat sesuai dengan arti sendiri yang perlu dijelaskan sebelumnya, agar siswa bisa menyusun dan membaca flowchart tersebut dengan mudah. Langkah-langkah yang dibuat dalam algoritma harus bersifat logis dan sistematis.

Contoh penerapan proses algoritma dalam kehidupan sehari-hari sebagai berikut:

• Langkah-langkah memperbaiki kerusakan listrik.
• Langkah-langkah membuat makanan ringan (bolu kukus).
• Mengimplementasikan program komputer dalam bahasa C, Fortran, Pascal, dan lainnya.
• Langkah-langkah menghitung luas bangunan.
• Langkah-langkah membuat tapai.

Masih banyak lagi persoalan yang menggunakan proses algoritma. Algoritma menciptakan pola dan abstraksi diurutkan secara lengkap, terukur serta kreatif.

Adapun ciri-ciri proses algoritma yang berjalan dengan baik mempunyai sifat seperti berikut:

• Benar, solusi yang dihasilkan bisa menyelesaikan masalah dengan baik.
• Efisiensi, solusi yang dihasilkan bisa tepat guna sesuai dengan masalah yang ada dan tidak menghabiskan waktu lama untuk menyelesaikannya.
• Mudah diimplementasikan, solusi yang dihasilkan bersifat realistis dan mudah diterapkan untuk menyelesaikan masalah

Karena pentingnya computational thinking bagi setiap orang, maka kemampuan ini harus mulai dikenalkan dan dilatih pada siswa sejak Sekolah Dasar, termasuk menggunakan metode algoritma. Hal ini membantu siswa untuk mengasah pola pikir lebih kreatif, logis dan terstruktur, sehingga membantu mereka untuk menghadapi masalah dengan baik dan membuat solusi masalah dengan langkah-langkah sistematis.

Itulah beberapa hal yang bisa diketahui mengenai konsep algoritma dalam computational thinking. Guru berperan penting untuk membiasakan siswa berpikir komputasional salah satunya menggunakan metode algoritma dengan mengintegrasikannya dalam mata pelajaran.