Standar MPI (Message Passing Interface)

 MPI adalah standar interface dari model message - passing yang didefenisikan oleh sebuah grup yang terdiri dari 60 orang yang berasal dari 40 organisasi baik vendor komersil maupun dari kalangan peneliti akademisi yang berada di Amerika Serikat dan Eropa. Dalam grup tersebut mereka mencoba merumuskan dan membuat sebuah "standard by consensus" untuk pustaka message - passing yang dapat digunakan dalam komputasi paralel.

 

MPI menjadi standar defacto yang banyak digunakan dalam komunikasi proses pada model dari program paralel pada sistem memori terdistribusi, yang mana banyak diimplementasikan oleh pada super komputer dan computer cluster. Pada spesifikasi MPI-1 tidak memiliki konsep tentang shared memory, kemudian pada spesifikasi selanjutnya MPI-2 sudah mendukung konsep distributed shared memory. Dengan kemampuan tersebut MPI dapat mengeksploitasi arsitektur lingkungan yang sifatnya heterogen atau bersifat arsitektur NUMA (Non-Uniform Memory Access).

Implementasi MPI merupakan sebuah API yang dapat dipanggil dari beberapa bahasa pemrograman seperti Fortran, C, ataupun C++, dan bersifat portable. Terdapat dua versi standar yang pada saat ini populer digunakan, yaitu versi 1.2 (MPI-1) yang berfokus pada message passing dan memiliki static runtime enviroment, dan MPI-2.1 (MPI-2) yang memasukkan fitur - fitur baru seperti parallel I/O, dynamic process management, remote memory operation dsb.

 

BACA JUGA

Cara Mudah Instalasi Laravel 8 Menggunakan Composer dan Git

Update dan Delete Data di Code Igniter 4 dan Memulai Membuat Web Sederhana (P.3)

View dan Insert Data di Code Igniter 4 dan Memulai Membuat Web Sederhana (P.2)

Tujuan MPI

MPI merupakan sebuah protokol komunikasi yang sifatnya language-independent, portable dalam mensupport berbagai platform, dan memiliki spesifikasi semantic yang mengatur bagaimana perilaku setiap impelementasinya. MPI mendukukung komunikasi baik dengan tipe point-to-point maupun yang bersifat kolektif. Secara umum MPI memliki tujuan sebagai berikut :

MPI akan menjadi sebuah library untuk membangun program aplikasi dan bukan distributed operating system.

MPI akan mendukung thread-safe yang penting dalam symmetric multiprocessor pada lingkungan jaringan komputer yang heterogen.

MPI akan mampu untuk men-deliver high-performance computing.

MPI akan bersifat modular, untuk mengakselerasi development pustaka paralel yang portable.

MPI akan bersifat extensible, sehingga dapat terus dikembangkan dan memenuhi kebutuhan komputasi masa akan datang.

MPI akan mendukung heterogeneos komputasi.

MPI akan memiliki semantic behavior yang telah terspesifikasi dengan jelas, sehingga dapat menghindari beberapa permasalahan kritis seperti race-conditions, dead-lock dsb.

Tipe Komunikasi MPI

a. Point-to-Point Communication

Pada implementasi program berbasis message-passing, point-to-point communication adalah komunikasi yang paling sederhana dimana akan melibatkan sepasang proses yang saling bekerjasama. Pada API dari MPI, secara sederhana dapat digunakan MPI_Send atau MPI_Recv, dimana akan mengizinkan terjadinya sebuah proses spesifik yang satu dapat mengirimkan data pesan ke sebuah proses spesifik yang lain. Operasi point-to-point communication secara khusus berguna dalam komunikasi yang irregular ataupun yang berpola.

Contoh: sebuah arsitektur data paralel dimana setiap prosessor secara rutin melakukan pertukaran region data dengan sebuah prosessor spesifik lainnya pada setiap langkah kalkulasi, atau pada arsitektur master-salve dimana sang master akan mengirim task data baru ke proses slave pada saat task data sebelummnya telah selesai.

b. Collective Communication

 

Berbeda dengan point-to-point communication, collective communication pada MPI API melibatkan komunikasi antara semua proses dalam sebuah group proses (dalam artian keseluruhan pool Proses atau sebuah subset terdefinisi pada program). Fungsi interface yang sederhana dapat berupa MPI_Bcast (broadcast) yang melakukan pengiriman data dari sebuah proses ke semua proses lainnya pada group, dan fungsi MPI_Reduce untuk melakukan kebalikannya.

Tipe komunikasi memberikan dua keuntungan, yaitu pertama, operasi komunikasi tersebut mengizinkan programmer untuk mengekspresikan operasi yang kompleks dengan menggunakan semantik yang sederhana, kedua, implementasi dapat melakukan pengoptimasian operasi melalui cara yang tidak disediakan oleh tipe operasi point-to-point communication

Protocol Komputasi Network File System ( NFS)

 NFS

Network File System atau sistem berkas jaringan adalah sekumpulan protokol yang digunakan untuk mengakses beberapa sistem berkas melalui jaringan. Bisa dikatakan juga bahwa NFS merupakan sebuah implementasi dan spesifikasi dari sebuah perangkat lunak untuk mengakses remote file melalui jaringan LAN atau WAN.

NFS yang dikembangkan oleh Sun Micro Systems Inc. ini menggambarkan himpunan unit-unit komputer yang saling berhubungan sebagai sebuah mesin bebas yang memiliki sistem berkas bebas. Tujuan dari NFS adalah untuk memungkinkan terjadinya pertukaran sistem berkas secara transparan antara mesin-mesin bebas tersebut. Hubungan yang terjadi di sini didasarkan pada hubungan client-server yang menggunakan perangkat lunak NFS server dan NFS client yang berjalan diatas workstation. Gambar 18.3 berikut ini menggambarkan tiga buah mesin bebas yang memiliki sistem berkas lokal masing-masing yang bebas juga.

Gambar 18.3. Three Independent File System

Three Independent File System

NFS didesain agar dapat beroperasi di lingkungan ataupun jaringan yang heterogen yang meliputi mesin, platform, sistem operasi, dan arsitektur jaringan. Ketidaktergantungan ini didapat dari penggunaan RPC primitif yang dibangun diatas protokol External Data Representation (XDR).

Jika misalnya terjadi sebuah pertukaran sistem berkas antara server dan client , maka pertukaran sistem berkas yang terjadi disini harus dipastikan hanya berpengaruh pada tingkat client dan tidak mempengaruhi sisi server , karena server dan client adalah mesin yang berbeda dan sama-sama bebas. Untuk itu, mesin client harus melakukan operasi mount terlebih dahulu agar remote directory dapat diakses secara transparan.

Prosedur dan kinerja Komputasi dan Paralel Computing

 Kinerja Komputasi dengan Parallel Processing

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Biasanyadiperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel.Penggunaan komputasi parallel prosessing merupakan pilihan yang cukup handal untuk saat ini untuk pengolahan data yang besar dan banyak, hal ini apabila dibandingkan dengan membeli suatu super komputer yang harganya sangat mahal maka penggunaan komputasi parallel prosessing merupakan pilihan yang sangat tepat untuk pengolahan data tersebut.

Tujuan utama dari pemrograman paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan. Pemrosesan paralel (parallel processing) adalah penggunakan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan.

Kinerja Parallel komputasi digunakan untuk melakukan perhitungan komputasi dengan menggunakan 2 atau lebih CPU/Processor dalam suatu komputer yang sama atau komputer yang berbeda dimana dalam hal ini setiap instruksi dibagi kedalam beberapa instruksi kemudian dikirim ke processor yang terlibat komputasi dan dilakukan secara bersamaan. Untuk proses pembagian proses komputasi tersebutdilakukan oleh suatu software yang betugas untuk mengatur komputasi.

Komputasi paralel membutuhkan:

algoritma

bahasa pemrograman

compiler

Sebagai besar komputer hanya mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih darisatu. Bahkan juga ada komputer dengan ribuan CPU. Komputer dengan satu CPU dapatmelakukan parallel processing dengan menghubungkannya dengan komputer lain pada jaringan. Namun, parallel processing ini memerlukan software canggih yang disebut distributed processing software.Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga parallel computing.

Contoh struktur pengiriman permintaan dan jawaban dari parallel processing

Aristektur Komputer Parallel

Taksonomi Flynndan model pemrosesan parallel

Keempat kelompok komputer tersebut adalah :

1. Komputer SISD (Single Instruction stream-Single Data stream)

Pada komputer jenis ini semua instruksi dikerjakan terurut satu demi satu, tetapi jugadimungkinkan adanya

overlapping

dalam eksekusi setiap bagian instruksi ( pipelining ). Pada umumnya komputer SISD berupa komputer yang terdiri atas satu buah pemroses ( single processor ). Namun komputer SISD juga mungkin memiliki lebih dari satu unit fungsional(modul memori, unit pemroses, dan lain-lain), selama seluruh unit fungsional tersebut beradadalam kendali sebuah unit pengendali. Skema arsitektur global komputer SISD dapat dilihat padagambar .1 (a).

2. Komputer SIMD (Single Instruction stream-Multiple Data stream)

Pada komputer SIMD terdapat lebih dari satu elemen pemrosesan yang dikendalikan oleh sebuahunit pengendali yang sama. Seluruh elemen pemrosesan menerima dan menjalankan instruksiyang sama yang dikirimkan unit pengendali, namun melakukan operasi terhadap himpunan datayang berbeda yang berasal dari aliran data yang berbeda pula. Skema arsitektur global komputer SIMD dapat dilihat pada gambar .1 (b).

 3. Komputer MISD (Multiple Instruction stream-Single Data stream)

Komputer jenis ini memiliki n unit pemroses yang masing-masing menerima danmengoperasikan instruksi yang berbeda terhadap aliran data yang sama, dikarenakan setiap unit pemroses memiliki unit pengendali yang berbeda. Keluaran dari satu pemroses menjadi masukan bagi pemroses berikutnya. Belum ada perwujudan nyata dari komputer jenis ini kecuali dalam bentuk prototipe untuk penelitian. Skema arsitektur global komputer MISD dapat dilihat padagambar .1 (c).

4. Komputer MIMD (Multiple Instruction stream-Multiple Data stream)

Pada sistem komputer MIMD murni terdapat interaksi di antara n pemroses. Hal ini disebabkanseluruh aliran dari dan ke memori berasal dari space data yang sama bagi semua pemroses.Komputer MIMD bersifat tightly coupled jika tingkat interaksi antara pemroses tinggi dandisebut loosely coupled jika tingkat interaksi antara pemroses rendah.

Paralel prosessing komputasi adalah proses atau pekerjaan komputasi di komputer denganmemakai suatu bahasa pemrograman yang dijalankan secara paralel pada saat bersamaan. Secara umum komputasi paralel diperlukan untuk meningkatkan kecepatan komputasi biladibandingkan dengan pemakaian komputasi pada komputer tunggal.

Berikut ini adalah gambar perbedaan antara komputasi tunggal dengan parallel komputasi :

a)Komputasi Tunggal / serial

b)Komputasi Paralel

Karakteristik Komputasi modern

 Komputasi modern merupakan konsep sistem yang menerima perintah dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Karena saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern.

Penggagas pertama konsep ini adalah John Von Neumann (1903-1957). Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann telah memberikan berbagai kontribusi dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer melalui karya-karyanya.

Perhitungan yang dilakukan padaa komputasi modern ialah menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, diantaranya :

Akurasi (big, Floating point)

Kecepatan (dalam satuan Hz)

Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel)

Modeling (NN & GA)

Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)

Karakteristik Komputasi Modern

Karakteristik dari komputasi modern diantaranya :

Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.

Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.

Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

Jenis Komputasi Modern

Jenis-jenis komputasi modern ada 3 , yaitu :

Mobile Computing  

Mobile computing merupakan salah satu kemajuan teknologi komputer yang membuatnya mampu berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa kabel sehingga mudah dibawa ataupun berpindah tempat (bukan komputasi nirkabel). Contoh perangkatnya adalah GPS, tipenya semisal smart phone, dan lain sebagainya.

Grid Computing

Pada Grid Computing, komputasinya menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, lalu didistibusikan dan terhubung dengan jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi yang berskala besar. Contohnya :

>E-Learning (contohnya AccessGrid)

>Visualization

>Medical Images (contohnya eDiaMoND project)

>Computer-Aided Drug Discovery (contohnya Molecular Modeling Laboratory di University of North Carolina)

Cloud Computing

Cloud computing merupakan gabungan dari pemanfaatan komputasi dan pengembangan berbasis Internet. Cloud Computing ialah suatu metode komputasi dimana kapabilitas terkait teknologi informasi disajikan sebagai suatu layanan, sehingga pengguna dapat mengaksesnya lewat Internet tanpa mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya. Contohnya : Google Drive, iCloud, Windows Azure.

Yang membedakan ketiganya yaitu :

Dari segi teknologi yang digunakan, komputasi grid dan cloud menggunakan komputer sedangkan Komputasi mobile menggunakan handphone .

Dari segi biaya untuk tenaga komputasi, komputasi grid dan cloud lebih murah dibandingkan dengan komputasi mobile .

Dari segi tempat, Komputasi grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus sedangkan komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana.

Dari segi proses, untuk komputasi cloud prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya, komputasi grid proses tergantung pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi mobile proses tergantung si pengguna.

Penerapan Komputasi Modern

Implementasi pada bidang FisikaPada bidang Fisika ada Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan antara Fisika, Komputer Sains dan Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada Kejadian dan masalah yang kompleks pada dunia nyata, baik dengan menggunakan simulasi juga penggunaan algoritma yang tepat.

Implementasi pada bidang Matematika

Pada bidang Matematika terdapat numerical analysis yaitu sebuah algoritma dipakai untuk menganalisa masalah – masalah matematika.

Implementasi pada bidang KimiaPada bidang kimia ada Computational Chemistry yaitu penggunaan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan sifat molekul.

Implementasi pada bidang BiologiBioinformatika merupakan penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola informasi biologis.

Implementasi pada bidang EkonomiPada bidang Ekonomi terdapat Computational Economics yang mempelajari titik pertemuan antara ilmu ekonomi dan ilmu komputer mencakup komputasi keuangan, statistika, pemrograman yang di desain khusus untuk komputasi ekonomi dan pengembangan alat bantu untuk pendidikan ekonomi.

Implementasi pada bidang GeologiPada bidang geologi teori komputasi biasanya digunakan untuk pertambangan, sebuah sistem komputer digunakan untuk menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat di dalam tanah.

Implementasi pada bidang GeografiKomputasi dalam bidang ini biasanya digunakan untuk peramalan cuaca, contohnya di Indonesia ada salah satu instansi Negara yang memanfaatkan ini yaitu BMKG (Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika)

Dampak Adanya Komputasi Modern

Komputasi modern membantu manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan komputer. Salah satu contohnya yaitu biometric. Biometric merupakan pengukuran dari statistik analisa data biologi yang berdasar pada teknologi untuk menganalisa karakteristik suatu tubuh. Terdapat banyak teknik biometric yang berbeda, diantaranya :

Pembacaan sidik jari / telapak tangan

Geometri tangan

Pembacaan retina / iris

Pengenalan suara

Dinamika tanda tangan.

Kehadiran teknologi komputasi yang semakin canggih juga telah merubah gaya hidup manusia dan tuntutan pada kompetensi manusia. Kini kehidupan manusia semakin tergantung pada komputer.

Selain mempunyai dampak struktural, teknologi juga membangkitkan proses kultural dalam masyarakatnya. Inilah gejala yang oleh N. Postman disebut technopoly, yang olehnya digambarkan sebagai berikut :

“Technopoly is a state of culture. It is also a state of mind. It consist in the deification of technology, which means that the culture seeks it’s satisfactions in technology, and takes it’s orders from technology”

Jadi masalahnya saat ini ialah sejauh mana kesiapan masyarakat untuk memasuki zaman teknologi sebagai pembangkit budaya baru tanpa merapuhkan budayanya sendiri.

Dengan demikian, maka tidak keliru pula untuk menyatakan bahwa dominasi teknologi akan berlanjut dengan berseminya budaya baru yang melahirkan berbagai nilai baru pula yang cenderung menjadi acuan perilaku manusia modern dalam berbagai pola interaksi dengan sesamanya.

Pengalaman berpikir komputasional

 Pada Rabu (22/5), Pusat Inovasi Pembelajaran Universitas Katolik Parahyangan (PIP Unpar) menyelenggarakan Diskusi dan Sharing Pembelajaran ke-22. Kegiatan diskusi dilaksanakan di Operation Room Gedung Rektorat Unpar serta dihadiri oleh dosen dari berbagai fakultas dan latar belakang keilmuan.

Diskusi pembelajaran kali ini mengangkat tema CT (Computational Thinking), another ‘C’ of 21st Century Skills. Sebagai narasumber, PIP Unpar menghadirkan Dr. Cecilia Esti Nugraheni dari Informatika Unpar. Keterampilan berpikir komputasional atau CT dapat dijelaskan sebagai penyelesaian masalah melalui langkah-langkah yang dapat dieksekusi oleh komputer, baik manusia maupun mesinnya.

Dalam pemaparannya, Dr. Cecilia membagikan pengalaman belajar mahasiswa informatika untuk menguasai keterampilan CT. Selain itu, ia memberikan gambaran manfaat dari pendekatan CT dalam proses penalaran mahasiswa. Dengan begitu, para dosen lain dapat mencoba mengaplikasikan materi keterampilan CT dalam perkuliahan masing-masing.

Materi dibawakan dengan menarik, karena tidak hanya dipresentasikan, tetapi juga diaplikasikan lewat dinamika kelompok. Melalui permainan sederhana, para peserta memahami manfaat dan pentingnya keterampilan berpikir komputasional.

Diskusi dan Sharing Pembelajaran adalah kegiatan rutin bulanan yang diadakan oleh PIP Unpar. Lewat kegiatan ini, diharapkan para pendidik akan terinspirasi untuk menjalankan inovasi dalam proses pembelajaran khususnya di ruang lingkup perkuliahan.

Perbaikan Model Komputasi

 

PEMROGRAMAN, DATA DAN KOMPUTASI

A. Pemograman

A.1. Pengertian

Pemrograman adalah proses menulis, menguji dan memperbaiki (debug), dan memelihara kode yang membangun suatu program komputer. Kode ini ditulis dalam berbagai bahasa pemrograman. Tujuan dari pemrograman adalah untuk memuat suatu program yang dapat melakukan suatu perhitungan atau ‘pekerjaan’ sesuai dengan keinginan si pemrogram. Untuk melakukan pemrograman, diperlukan keterampilan dalam algoritma, logika, bahasa pemrograman, dan pada banyak kasus, pengetahuan-pengetahuan lain seperti matematika.

Pemrograman adalah suatu seni dalam menggunakan satu atau lebih algoritma yang saling berhubungan dengan menggunakan suatu bahasa pemrograman tertentu sehingga menjadi suatu program komputer. Bahasa pemrograman yang berbeda mendukung gaya pemrograman yang berbeda pula. Gaya pemrograman ini biasa disebut paradigma pemrograman.

Apakah memprogram perangkat lunak lebih merupakan seni, ilmu, atau teknik telah lama diperdebatkan. Pemrogram yang baik biasanya mengkombinasikan ketiga hal tersebut, agar dapat menciptakan program yang efisien, baik dari sisi saat dijalankan (run time) atau memori yang digunakan.

Kata lain

Pemrograman adalah mengubah suatu masalah yang dapat dimengerti oleh komputer dan dapat dipecahkan oleh komputer.

A.2. Pemrograman Kompetitif

Pemrograman adalah bahan yang digunakan di berbagai kompetisi komputer di Indonesia maupun dunia. Di tingkat SMA, contohnya, pemrograman dipertandingkan dalam Olimpiade Sains Nasional setiap tahun. Ketigapuluh peraih medali di Olimpiade Sains Nasional ini kemudian menjadi Tim Olimpiade Komputer Indonesia, dan menempuh Pelatihan Nasional yang menyeleksi empat orang wakil untuk mengikuti Olimpiade Sains Internasional bidang Informatika (International Olympiad in Informatics) yang diadakan setiap tahun.

A.3. Sejarah Pemrograman

Mekanisme Antikythera dari Yunani kuno adalah kalkulator menggunakan persneling dari berbagai ukuran dan konfigurasi untuk menentukan operasi, [3] yang dilacak siklus Metonik masih digunakan di bulan-ke-surya kalender, dan yang konsisten untuk menghitung tanggal olimpiade [4]. Al-Jazari dibangun Automata diprogram pada tahun 1206. Salah satu sistem yang digunakan dalam perangkat ini adalah penggunaan pasak dan Cams ditempatkan ke drum kayu di lokasi tertentu, yang secara berurutan akan memicu tuas yang pada gilirannya dioperasikan instrumen perkusi. Output dari perangkat ini adalah drumer kecil bermain berbagai ritme dan pola drum. [5] [6] The Jacquard Loom, Joseph Marie Jacquard yang dikembangkan pada tahun 1801, menggunakan serangkaian karton kartu dengan menekan lubang di dalamnya. Pola lubang pola yang mewakili alat tenun harus mengikuti menenun kain. Alat tenun bisa menghasilkan tenun yang sama sekali berbeda dengan menggunakan kumpulan kartu yang berbeda. Charles Babbage mengadopsi penggunaan kartu menekan sekitar tahun 1830 untuk mengendalikan Analytical Engine. Program komputer pertama ditulis untuk Analytical Engine oleh matematikawan Ada Lovelace untuk menghitung urutan Bilangan Bernoulli. [7] Sintesis perhitungan numerik, operasi dan output telah ditentukan, bersama dengan cara untuk mengatur dan masukan instruksi dengan cara yang relatif mudah bagi manusia untuk hamil dan menghasilkan, menyebabkan perkembangan modern pemrograman komputer. Pengembangan pemrograman komputer dipercepat melalui Revolusi Industri. Pada akhir 1880-an, Herman Hollerith menemukan rekaman data pada media yang kemudian dapat dibaca oleh mesin. Sebelum menggunakan mesin dibaca dari media, di atas, telah untuk kontrol, bukan data. “Setelah beberapa percobaan awal dengan kertas pita, ia menetap di kartu menekan …” [8] Untuk memproses kartu menekan ini, pertama kali dikenal sebagai “kartu Hollerith” dia menciptakan tabulator, dan mesin keypunch. Ketiga penemuannya dasar dari industri pengolahan informasi modern. Pada tahun 1896 ia mendirikan Tabulating Machine Company (yang kemudian menjadi inti dari IBM). Penambahan panel kontrol (plugboard) ke 1906 Tipe I Tabulator memungkinkannya untuk melakukan pekerjaan yang berbeda tanpa harus secara fisik dibangun kembali. Pada akhir 1940-an, ada berbagai mesin panel kontrol diprogram, disebut catatan unit peralatan, untuk melakukan pengolahan data tugas.

Data dan instruksi dapat disimpan pada kartu punched eksternal, yang disimpan dalam rangka dan disusun dalam deck. Penemuan arsitektur von Neumann memungkinkan program komputer untuk disimpan dalam memori komputer. Program awal harus susah payah dibuat dengan menggunakan instruksi (operasi dasar) dari mesin tertentu, sering kali dalam notasi biner. Setiap model komputer mungkin akan menggunakan instruksi yang berbeda (bahasa mesin) untuk melakukan tugas yang sama. Kemudian, perakitan bahasa tersebut dikembangkan yang memungkinkan programmer menentukan setiap instruksi dalam format teks, singkatan memasukkan kode untuk setiap operasi, bukan menetapkan sebuah nomor dan alamat dalam bentuk simbolik (misalnya, ADD X, JUMLAH). Memasuki sebuah program dalam bahasa assembly biasanya lebih nyaman, lebih cepat, dan kurang rentan terhadap kesalahan manusia daripada menggunakan bahasa mesin, tetapi karena bahasa assembly adalah sedikit lebih dari satu notasi yang berbeda untuk bahasa mesin, setiap dua mesin dengan instruksi yang berbeda set juga memiliki perakitan yang berbeda bahasa. Pada tahun 1954, FORTRAN diciptakan, melainkan tingkat pertama bahasa pemrograman tinggi untuk memiliki implementasi fungsional, dibandingkan dengan hanya desain di atas kertas [9] [10] (Sebuah bahasa tingkat tinggi adalah, dalam istilah yang sangat umum,. bahasa pemrograman yang memungkinkan programmer untuk menulis program dalam istilah yang lebih abstrak dari instruksi bahasa assembly, yaitu pada tingkat abstraksi “lebih tinggi” daripada bahasa assembly.) Ini memungkinkan programmer untuk menentukan perhitungan dengan memasukkan formula secara langsung (misalnya Y = X * 2 + 5 * X + 9). Program teks, atau sumber, diubah menjadi instruksi mesin menggunakan program khusus yang disebut kompilator, yang diterjemahkan program FORTRAN ke dalam bahasa mesin. Bahkan, nama FORTRAN adalah singkatan dari “Formula Translation”. Banyak bahasa lainnya dikembangkan, termasuk beberapa program untuk komersial, seperti COBOL. Program itu sebagian besar masih masuk menggunakan kartu punched atau pita kertas. (Lihat pemrograman komputer di era kartu punch). Pada akhir 1960-an, perangkat penyimpanan data dan terminal komputer menjadi cukup murah bahwa program dapat dibuat dengan mengetikkan langsung ke dalam komputer. Teks editor tersebut dikembangkan yang memungkinkan perubahan dan perbaikan harus dilakukan jauh lebih mudah dibandingkan dengan kartu berlubang. (Biasanya, kesalahan dalam meninju kartu berarti bahwa kartu harus dibuang dan yang baru menekan untuk menggantikannya.) Ketika waktu telah berkembang, komputer telah membuat lompatan raksasa di bidang kekuatan prosesor. Ini telah membawa bahasa pemrograman baru yang lebih disarikan dari hardware. Meskipun bahasa tingkat tinggi biasanya dikenakan biaya overhead yang lebih besar, peningkatan kecepatan komputer modern telah membuat penggunaan bahasa ini jauh lebih praktis daripada pada masa lalu. Bahasa ini semakin disarikan biasanya lebih mudah untuk belajar dan memungkinkan programmer untuk mengembangkan aplikasi jauh lebih efisien dan dengan kode sumber kurang. Namun, bahasa tingkat tinggi masih praktis untuk beberapa program, seperti yang di mana tingkat rendah kontrol perangkat keras diperlukan atau di mana kecepatan pemrosesan maksimum adalah penting.

Sepanjang paruh kedua abad kedua puluh, pemrograman adalah karier yang menarik di sebagian besar negara maju. Beberapa bentuk pemrograman telah lepas pantai semakin tunduk pada outsourcing (impor perangkat lunak dan jasa dari negara lain, biasanya dengan upah rendah), membuat keputusan karier pemrograman di negara maju lebih rumit, sementara meningkatkan peluang ekonomi di daerah kurang berkembang. Tidak jelas seberapa jauh kecenderungan ini akan berlanjut dan seberapa dalam dampak akan programmer upah dan kesempatan.

A.4. Persyaratan Kualitas

Apapun pendekatan pengembangan perangkat lunak mungkin, program akhir harus memenuhi beberapa sifat mendasar. Properti berikut adalah di antara yang paling relevan:

• Efisiensi / kinerja: jumlah sumber daya sistem program yang mengkonsumsi waktu proses, ruang memori, perangkat bawahseperti disk, bandwidth jaringan dan bahkan sampai batas tertentu interaksi dari pemakai): semakin sedikit, semakin baik. Ini juga termasuk pembuangan benar beberapa sumber, seperti membersihkan file-file sementara dan tidak adanya kebocoran memori.
• Reliabilitas: seberapa sering hasil dari sebuah program sudah benar. Hal ini tergantung pada kebenaran konseptual algoritma, dan pemrograman minimisasi kesalahan, seperti kesalahan dalam manajemen sumber daya (misalnya, buffer overflows dan ras kondisi) dan kesalahan logika (seperti pembagian dengan nol).
• Kekokohan: seberapa baik program mengatasi masalah yang bukan karena kesalahan programmer. Ini termasuk situasi seperti salah, tidak pantas atau merusak data, tidak tersedianya sumber daya yang dibutuhkan seperti memori, sistem operasi layanan dan koneksi jaringan, dan kesalahan pengguna.
• Kegunaan: yang ergonomi sebuah program: kemudahan dengan mana seseorang dapat menggunakan program untuk tujuan, atau dalam beberapa kasus bahkan tujuan tak terduga. Isu-isu tersebut dapat membuat atau menghancurkan kesuksesan bahkan tanpa masalah lain. Hal ini melibatkan berbagai tekstual, grafis dan kadang-kadang elemen-elemen perangkat keras yang meningkatkan kejelasan, intuitif, kekompakan dan kelengkapan program antarmuka pengguna.
• Portabilitas: kisaran perangkat keras komputer dan platform sistem operasi yang kode sumber dari program dapat dikompilasi / ditafsirkan dan lari. Hal ini tergantung pada perbedaan-perbedaan dalam fasilitas pemrograman yang disediakan oleh platform yang berbeda, termasuk hardware dan sistem operasi sumber daya, perilaku yang diharapkan dari hardware dan sistem operasi, dan ketersediaan platform compiler tertentu (dan kadang-kadang perpustakaan) untuk bahasa dari source code.
• Kemampu-rawatan: kemudahan dengan sebuah program yang dapat dimodifikasi oleh pengembang sekarang atau pada masa mendatang dalam rangka untuk membuat perbaikan atau penyesuaian, memperbaiki bug dan lubang keamanan, atau disesuaikan dengan lingkungan baru. Praktek yang baik selama pengembangan awal membuat perbedaan dalam hal ini. Kualitas ini mungkin tidak secara langsung jelas bagi pengguna akhir tetapi dapat secara signifikan memengaruhi nasib sebuah program jangka panjang.

A.5. Kompleksitas Algoritma

Bidang akademik dan praktik teknik pemrograman komputer yang baik terutama berkaitan dengan menemukan dan menerapkan algoritma yang paling efisien untuk suatu masalah kelas. Untuk tujuan ini, algoritma diklasifikasikan menjadi perintah dengan menggunakan apa yang disebut notasi Big O, O (n), yang mengungkapkan penggunaan sumber daya, seperti waktu eksekusi atau pemakaian memori, dalam hal ukuran sebuah input. Ahli programmer yang akrab dengan berbagai mapan algoritma dan kompleksitas masing-masing dan menggunakan pengetahuan ini untuk memilih algoritma yang paling cocok dengan keadaan.

A.6. Metodologi

Langkah pertama dalam sebagian besar proyek-proyek pengembangan perangkat lunak formal adalah analisis persyaratan, diikuti dengan pengujian untuk menentukan model nilai, pelaksanaan, dan kegagalan penghapusan (debug). Terdapat banyak pendekatan yang berbeda untuk masing-masing tugas. Salah satu pendekatan yang populer untuk analisis kebutuhan adalah Kasus Gunakan analisis.

Teknik model populer meliputi Object-Oriented Analysis and Design (OOAD) dan Model-Driven Architecture (MDA). The Unified Modeling Language (UML) adalah sebuah notasi yang digunakan untuk kedua OOAD dan MDA.

Teknik yang sama digunakan untuk desain database adalah Entity-Relationship Modeling (ER Modeling).

Pelaksanaan teknik termasuk bahasa imperatif (object-oriented atau prosedural), fungsional bahasa, dan logika bahasa.

A.7. Mengukur Pemakaian Bahasa

Sangat sulit untuk menentukan apa yang paling populer bahasa pemrograman modern. Beberapa bahasa yang sangat populer untuk jenis aplikasi tertentu (misalnya, COBOL masih kuat di pusat data perusahaan, sering pada mainframe besar, FORTRAN dalam aplikasi teknik, bahasa scripting dalam pengembangan web, dan C dalam aplikasi embedded), sementara beberapa bahasa teratur digunakan untuk menulis berbagai macam aplikasi.

Metode untuk mengukur popularitas bahasa pemrograman meliputi: menghitung jumlah iklan lowongan pekerjaan yang menyebutkan bahasa [10], jumlah buku-buku pengajaran bahasa yang dijual (overestimates ini pentingnya bahasa baru), dan perkiraan jumlah baris yang ada kode yang ditulis dalam bahasa (meremehkan ini jumlah pengguna bahasa bisnis seperti COBOL).

A.8. Debugging

Debugging adalah tugas yang sangat penting dalam proses pengembangan perangkat lunak, karena program yang salah dapat memiliki konsekuensi yang signifikan bagi penggunanya. Beberapa bahasa yang lebih rentan terhadap beberapa jenis kesalahan karena mereka tidak memerlukan spesifikasi kompiler untuk melakukan pengecekan sebanyak bahasa lainnya. Penggunaan alat analisis statis dapat membantu mendeteksi beberapa kemungkinan masalah.

Debug sering dilakukan dengan IDE seperti Visual Studio, NetBeans, dan Eclipse. Standalone debugger seperti gdb juga digunakan, dan ini kurang sering menyediakan lingkungan visual, biasanya menggunakan baris perintah.

A.9. Bahasa pemrograman

Bahasa pemrograman yang berbeda mendukung gaya pemrograman yang berbeda (disebut paradigma pemrograman). Pilihan bahasa yang digunakan adalah tunduk pada banyak pertimbangan, seperti kebijakan perusahaan, kesesuaian untuk tugas, ketersediaan pihak ketiga paket, atau keinginan individunya. Idealnya, bahasa pemrograman yang paling cocok untuk tugas yang dihadapi akan dipilih. Trade-off dari ideal ini melibatkan cukup menemukan programmer yang tahu bahasa untuk membangun sebuah tim, ketersediaan compiler untuk bahasa, dan efisiensi dengan program-program yang ditulis dalam bahasa tertentu mengeksekusi.

Beberapa bahasa pemrograman adalah:

• Assembly
• Ada
• Basic
• C atau C++
• C#
• Cobol
• Java
• Fortran
• Clipper
• Pascal
• Visual Basic

Allen Downey, dalam bukunya How To Think Like A Computer Scientist, menulis:

Rincian terlihat berbeda dalam berbagai bahasa, tetapi beberapa petunjuk dasar muncul di hampir setiap bahasa:

* Input: Get data dari keyboard, file, atau beberapa perangkat lain.
* Output: Display data pada layar atau mengirim data ke file atau perangkat lain.
* Berhitung: Lakukan operasi aritmatika dasar seperti penjumlahan dan perkalian.
* Bersyarat eksekusi: Periksa kondisi tertentu dan melaksanakan urutan sesuai pernyataan.
* Pengulangan: Lakukan beberapa tindakan berulang-ulang, biasanya dengan beberapa variasi.

Banyak bahasa komputer menyediakan mekanisme untuk memanggil fungsi yang disediakan oleh perpustakaan. Menyediakan fungsi-fungsi di perpustakaan mengikuti konvensi runtime yang sesuai (misalnya, metode lewat argumen), maka fungsi-fungsi ini dapat ditulis dalam bahasa lainnya.

A.10. Pemrogram / Programmer

Artikel utama: Programmer Lihat juga: Software pengembang dan Software engineer

Pemrogram komputer adalah orang-orang yang menulis perangkat lunak komputer. Pekerjaan mereka meliputi:

   * Coding
   * Kompilasi
   * Dokumentasi
   * Integrasi
   * Pemeliharaan
   * Persyaratan analisis
   * Software arsitektur
   * Software pengujian
   * Spesifikasi
   * Debugging

A.11. Konsep Dasar Pemrograman

Program merupakan kumpulan instruksi tertulis yang dibuat oleh programmer atau suatu bagian executable dari suatu software. Pemrograman adalah proses mengimplementasikan urutan langkah untuk menyelesaikan suatu masalah dengan menggunakan suatu bahasa pemograman.

Secara umum terdapat 4 kelompok Bahasa Pemrograman yaitu :

1. Object Oriented Language (seperti : Visual dBase, Visual FoxPro, Delphi, Visual C)

2. High Level Language (seperti : Pascal dan Basic)

3. Middle Level Language (seperti : bahasa C), dan

4. Low Level Language (seperti : bahasa Assembly)

a. Tipe pemrograman ada 7 macam yaitu :

1. Pemrograman Procedural

Procedural merupakan tahap-tahap kegiatan untuk menyelesaikan suatu aktifitas yang metode penyelesaiannya dilakukan langkah demi langkah secara eksak. Bahasa tingkat tinggi (seperti Cobol, Basic, Pascal, Fortran dan C )juga dinamakan sebagai bahasa procedural.

2. Pemrograman Terstruktur

Pemrograman terstruktur adalah bahasa pemrograman yangmendukung pembuatan program sebagai kumpulan prosedur.

Contoh : Pascal, Cobol, RPG,  ADA, C.

3. Pemrograman Modular

Merupakan suatu program yang dipecah-pecah ke dalam modul yang dimana setiap modul menunjukkan fungsi dan tugasnya sehingga dengan begitu masalah akan menjadi lebih sederhana sehingga program dapat lebih mudah disusun dan dipahami.

4. Pemrograman Fungsional

Merupakan salah satu bahasa pemrograman yang memberlakukan proses komputasi sebagai evaluasi fungsi-fungsi matematika.

Contoh : Lisp, Scheme, ML, Haskell.

5. Pemrograman Berorientasi Obyek

  Contoh : C++, SmallTalks, Java

6. Pemrograman Visual

 Merupakan suatu program yang programnya menggunakan ekspresi visual (seperti grafik,gambar atau ikon)

7. Pemrograman Even-Driven

Merupakan sebuah program yang menggunakan konsep OOP dimana pemrograman dapaat dimulai dari obyek yang diinginkan tanpa harus terurut.

Contoh : Visual Basic, Visual C++, Delphi

b. Kriteria Bahasa Pemrograman

Kriteria untuk penilaian suatu bahasa pemrograman terdiri dari:

   – Clarity, simplicity dan unity

   – Orthogonality

   – Kewajaran untuk aplikasi

   – Mendukung abstraksi

   – Kemudahan untuk verifikasi program

   – Lingkungan pemrograman

   – Portabilitas program

   -Biaya penggunaan

B. Data

Objek data adalah pengelompokkan satu atau lebih potongan data di dalam virtual computer pada saat run-time. Objek data yang muncul selama program dieksekusi merupakan objek data buatan programmer dimana programmer secara eksplisit membuat dan memanipulasi melalui deklarasi dan statement di dalam program contohnya variable, konstanta, array, file dan seterusnya.

Tipe data merupakan suatu kelas objek data dengan kumpulan operasi untuk membentuk dan memanipulasinya.

 Elemen-elemen suatu tipe data mempunyai syarat-syarat sebagai berikut :

a. Attribute : Membedakan objek-objek data dari tipe tersebut misalnya nama objek data

b. Nilai :  Nilai dipengaruhi oleh hardware computer yang melandasinya.

c. Operasi :  Biasanya menggunakan operasi secara matematika

Tipe data dibagi menjadi beberapa bagian yaitu:

a. Tipe data dasar

Merupakan tipe data primitive yang tidak terstruktur yang didefinisikan oleh bahasa pemrograman.

Tipe data dasar dibagi menjadi beberapa bagian yaitu:

1. Tipe data Numerik

• Enumerasi
• Boolean
• Character
• Internationalization
• Tipe data terstuktur, dibagi menjadi beberapa bagian yaitu :
  • Vector dan Array
  • RecordList
  • Character string
  •  Pointer dan objek data programmer-constructed\
  • Himpunan

b. Tipe data abstrak

  Merupakan suatu fasilitas dari bahasa pemrograman yang menampung aspirasi para programmer.

C. Komputasi

C.1. Pengertian

Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer.Secara umum iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.

C.2. Sejarah

Ilmu atau sains berdasarkan objek kajiannya dibedakan antara Fisika, Kimia, Biologi dan Geologi. Ilmu dapat pula digolongkan berdasarkan metodologi dominan yang digunakannya, yaitu ilmu pengamatan/percobaan (observational/experimental science), ilmu teori (theoretical science) dan ilmu komputasi (computational science). Yang terakhir ini bisa dianggap bentuk yang paling baru yang muncul bersamaan dengan perkembangan kekuatan pemrosesan dalam komputer dan perkembangan teknik-teknik metode numerik dan metode komputasi lainnya.

Dalam ilmu (sains) tradisional seperti Fisika, Kimia dan Biologi, penggolongan ilmu berdasarkan metodologi dominannya juga mewujud, yang ditunjukkan dengan munculnya bidang-bidang khusus berdasarkan penggolongan tsb. lengkap dengan jurnal-jurnal yang relevan untuk melaporkan hasil-hasil penelitiannya. Sebagai contoh dalam kimia, melengkapi kimia percobaan (experimental chemistry) dan kimia teori (theoretical chemistry), berkembang pula kimia komputasi (computational chemistry), seperti juga di bidang Biologi dikenal Biologi Teori (theoretical biology) serta Biologi Komputasi (computational biology), lengkap dengan jurnalnya seperti Journal of Computational Chemistry dan Journal of Computational Biology. Cara penggolongan yang digunakan berbeda dengan cara penggolongan lain berdasarkan objek kajian, seperti penggolongan kimia atas Kimia Organik, Kimia Anorganik, dan Biokimia.

Walaupun dengan titik pandang yang berbeda, ilmu komputasi sebagai bentuk ketiga dari ilmu (sains) telah banyak disampaikan oleh berbagai pihak, antara lain Stephen Wolfram dengan bukunya yang terkenal: A New Kind of Science, dan Jürgen Schmidhuber.

C.3. Komputasi sains

Komputasi sains merupakan salah satu cabang ilmu komputasi. Secara umum komputasi sains mengkaji aspek-aspek komputasi untuk aplikasi / memecahkan masalah di bidang sains lain, seperti fisika, kimia, biologi dan lain-lain.

Di Indonesia sudah banyak pertemuan atau kegiatan ilmiah terkait dengan komputasi, tetapi umumnya lebih terkait dengan aspek teknologi informasi. Sedangkan kajian di komputasi sains masih sangat kurang. Hal ini tidak mengherankan karena komputasi sains lebih condong sebagai kajian teori murni, sehingga komunitasnya masih sangat terbatas seperti halnya fisika teori. Hanya ada satu kegiatan ilmiah yang terkait langsung dan fokus pada kajian komputasi sains, yaitu Workshop on Computational Science yang diadakan rutin setiap tahun oleh konsorsium yang tergabung dalam Masyarakat Komputasi Indonesia

C.4. Model Komputasi

Model komputasi dibagi menjadi 3 yaitu :

1. Model fungsional  :Terdri dari satu set nilai-nilai yang mencakup fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi dan komposisi fungsi.
2.  Model logika : Terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup definisi hubungan dan kesimpulan logis.
3. Model imperative :Terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas untuk memodifikasi pernyataan

C.5. Prinsip Bahasa Pemrograman

Suatu bahasa pemrograman memiliki prinsip di dalam mendesain bahasa pemrograman tersebut yaitu terdiri dari :

1. Prinsip kelengkapan komputasional Model komputasional untuk tujuan umun suatu bahasa pemrograman harus universal.

2. Prinsip implementasi di dalam mendesain suatu bahasa,prinsip implementasi seharusnya menuliskan daerah masalahnya dan di dalam penggunaan waktu dan ruang harus efisien agar lebih mudah di dalam mendesain bahasa pemrograman.

• ---

Progam Komputer dan Model Komputasi

 Ada tiga model dasar komputasional yaitu fungsional, logika, dan imperatif. Sebagai tambahan terhadap satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi.

1. Model Fungsional : terdiri dari satu set nilai-nilai, fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi dan komposisi fungsi. Fungsi dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi sebagai hasil (higher-order function). Suatu program adalah koleksi definisi fungsi-fungsi dan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi.
2. Model Logika : terdiri dari satu set nilai-nilai, definisi hubungan dan kesimpulan logis. Program terdiri dari definisi hubungan dan suatu komputasi adalah suatu bukti(suatu urutan kesimpulan).
3. Model Imperatif : terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas untuk memodifikasi pernyataan. Pernyataan adalah set pasangan nilai-nama dari konstanta dan variabel. Program terdiri dari urutan tugas dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.

Contoh dari penggunaan/penerapan komputasi adalah :

Petri net adalah salah satu model untuk merepresentasikan sistem terdistribusi diskret. Sebagai sebuah model, Petri net merupakan grafik 2 arah yang terdiri dari place, transition, dan tanda panah yang menghubungkan keduanya. Di samping itu, untuk merepresentasikan keadaan sistem, token diletakkan pada place tertentu. Ketika sebuah transition terpantik, token akan bertransisi sesuai tanda panah.

Petri net pertama kali diajukkan oleh Carl Adam Petri  pada tahun 1962 .

• Mesin Moore

Dalam teori komputasi  sebagai prinsip dasar komputer , mesin Moore adalah otomasi fase berhingga (finite state automaton) di mana keluarannya ditentukan hanya oleh fase saat itu (dan tidak terpengaruh oleh bagian masukan/input). Diagram fase (state diagram) dari mesin Moore memiliki sinyal keluaran untuk masing-masing fase. Hal ini berbeda dengan mesin Mealy  yang mempunyai keluaran untuk tiap transisi.

• Mesin Mealy

 

Dalam teori komputasi  sebagai konsep dasar sebuah komputer , mesin Mealy adalah otomasi fase berhingga (finite state automaton atau finite state tranducer) yang menghasilkan keluaran berdasarkan fase saat itu dan bagian masukan/input. Dalam hal ini, diagram fase (state diagram) dari mesin Mealy memilikisinyal  masukan dan sinyal keluaran untuk tiap transisi. Prinsip ini berbeda dengan mesin Moore  yang hanya

Penerapan Computational Thinking(CT)

 Dalam Microsot Edu Summit yang dilaksanakan sekitar bulan Desember 2019 yang lalu, Computational Thinking (CT) merupakan salah satu topik yang disampaikan oleh beberapa nara sumber. Bahkan CT merupakan salah satu hal yang diajukan untuk melengkapi 4 C’s (Critical thinking & problem solving, Creativity, Communication & Collaboration) yang telah dikeluarkan oleh UNESCO sebagai “skill” yang dibutuhkan oleh generasi masa depan atau lebih sering disebut sebagai generasi digital.

Istilah CT sendiri dikenalkan kembali oleh Jeanette Wing pada Maret 2006 dan di tahun 2011, Jeanette memperkenalkan pengertian definisi baru dari CT sebagai proses berpikir yang diperlukan dalam memformulasikan masalah dan solusinya, sehingga solusi tersebut dapat menjadi agen pemroses informasi yang efektif dalam menyelesaikan masalah.

Dengan kata lain, CT membantu seseorang dalam memecahkan sebuah masalah dengan memecah masalah tersebut ke dalam bagian-bagian yang lebih kecil sehingga dapat lebih mudah dalam mencari solusi untuk memecahkan masalah tersebut.

Jika dilihat dari pengertian tersebut tentunya hal ini akan sangat baik jika dapat diterapkan dalam dunia pendidikan sejak di masa bangku sekolah dengan harapan para peserta didik setelah usai menempuh pendidikan dapat menerapkan ilmu ini dalam segala bidang profesi yang akan mereka jalani.

Di samping itu, para peserta didik dimasa mereka terjun ke dalam dunia usaha dan dunia industri akan banyak sekali menghadapi ketidakpastian seperti yang sudah terlihat sejak saat ini di mana banyak bisnis yang berguguran satu persatu khususnya dalam industri retail, padahal bisnis ini sudah ada sejak bertahun-tahun lalu tetapi dikarenakan perkembangan teknologi yang muncul dalam bentuk online shop membuat industri retail banyak berguguran.

Itu baru salah satu contoh saja, masih banyak contoh lain yang menunjukkan banyak hal yang akan penuh ketidakpastian di masa yang akan datang dan para pendidik di Nusantara ini harus menyiapkan para peserta didik mereka untuk menghadapai ketidakpastian tersebut.

Awalnya CT diterapkan dalam Computer Science tingkat perguruan tinggi tetapi dengan melihat perkembangan yang ada dirasakan perlu untuk dapat diterapkan dalam dunia Pendidikan dasar dan menengah yang disesuaikan dengan level mereka, karena dalam CT ada dua aspek yang akan dipelajari oleh peserta didik yaitu :

1. Computational thinking adalah sebuah proses pemikiran, bukan semata-mata berbicara tentang teknologi bahkan dapat dikatakan tidak berkaitan dengan teknologi.
2. Computational thinking adalah metode penyelesaian masalah yang dirancang untuk dapat selesaikan dan dijalankan oleh manusia, komputer atau kedua-duanya.

Dari kedua aspek tersebut dapat terlihat jika CT akan melatih siswa dalam memecahkan masalah/kasus yang ada dan pasti akan mereka butuhkan dalam kehidupan mereka karena setiap manusia tidak akan pernah lepas dari sebuah masalah. 

Peserta didik yang telah menguasai atau terbiasa dengan CT akan lebih tangguh dalam menghadapi tantangan dimasa yang akan datang dan tidak mudah untuk berputus asa. Sebelum kita menerapkan CT dalam proses pembelajaran di kelas tentunya ada beberapa hal yang perlu dipahami yaitu:

• Mengkonseptualisasikan, bukan pemrograman. Cukup katakan ilmu komputer bukan pemrograman komputer. Berpikir seperti ilmuwan komputer berarti lebih dari sekadar mampu memprogram komputer.
• Keterampilan dasar, bukan keterampilan menghafal. Merupakan keterampilan mendasar, dengan kata lain CT merupakan sesuatu yang perlu diketahui setiap manusia agar dapat mengimbangi kehidupan  modern. Dalam hal ini hafalan merupakan sesuatu yang rutin/berpikir secara mekanis seperti pola pendidikan yang disiapkan untuk dunia industri di mana setiap pekerjanya melakukan kegiatan yang sama dan rutin setiap harinya karena di masa depan hal-hal yang berbau rutin akan lebih banyak menggunakan mesin atau robot.
• Cara berpikir manusia, bukan komputer. Berpikir komputasional adalah cara manusia memecahkan masalah menggunakan komputer. Itu tidak mencoba membuat manusia berpikir seperti komputer. Komputer itu membosankan sedangkan manusia cerdas dan imajinatif. Dengan kecerdasan dan imajinatif yang dimiliki manusia akan membuat komputer lebih menarik dan mampu memberdayakan komputer dalam membantu pekerjaan manusia.
• Saling melengkapi dengan menggabungkan pemikiran matematika dan teknik. Dengan mempelajari CT kita juga akan mempelajari pemikiran matematika dan teknik sehingga ilmu dan kemampuan peserta didik akan lebih kompleks dan tentunya mereka akan lebih mudah belajar materi-materi lain jika mereka sudah menguasai CT.
• Ide/Gagasan, bukan artefak. Bukan hanya artefak perangkat lunak dan perangkat keras yang akan dihasilkan secara fisik di mana-mana tetapi akan menyentuh kehidupan kita setiap saat, menjadi konsep komputasi yang kita gunakan untuk mendekati dan menyelesaikan masalah untuk mengelola kehidupan kita sehari-hari, berkomunikasi dan berinteraksi dengan orang lain.
• Ini untuk semua orang, di mana saja, sepanjang waktu. Pemikiran komputasi akan dapat berguna untuk semua orang dimanapun mereka berada dan akan selalu dibutuhkan sepanjang waktu dalam mengimbangai perkembangan dunia yang terus maju dengan cepat bahkan lebih cepat dari yang dipikirkan manusia itu sendiri.

Di Indonesia sendiri CT sudah mulai diterapkan oleh beberapa Lembaga Pendidikan, bahkan pemerintah sendiri sudah memasukkannya ke dalam kurikulum nasional yang dikenal dalam mata pelajaran Informatika meskipun sebenarnya CT dapat diterapkan hampir semua mata pelajaran tergantung sejauh mana kreativitas dari guru dalam membuat atau menciptakan soal/kasus yang mengarah pada CT.

Di Indonesia sendiri biasanya menggunakan soal-soal Bebras. Bebras sendiri merupakan kompetisi internasional dalam informatika dan computational thinking. Bebras adalah istilah dalam bahasa Lithuania untuk “beaver” (dalam bahasa Indonesia adalah “berang-berang”). Bebras dipilih sebagai simbol tantangan (challenge), karena hewan berang-berang berusaha keras untuk mencapai target secara sempurna dalam aktivitasnya sehari-hari.

Indonesia sendiri bergabung di tahun 2016 diawali sebagai observer dan kemudian mengadakan kompetisi untuk pertama kalinya di bulan November 2016. Soal-soal Bebras sendiri dibagi menjadi 3 level: Siaga (SD), Penggalang (SMP), dan Penegak (SMA).

Dengan mempelajari CT memberdayakan orang dengan cara berpikir oleh karena itu CT menjadi salah satu bagian penting dalam meningkatkan kualitas pendidikan Indonesia khususnya dalam mempersiapkan peserta didik kita menghadapi masa depan mereka.

Saat ini merupakan momen yang terbaik sehubungan dengan kebijakan pemerintah di episode pertama yaitu Merdeka Belajar dan sekolah-sekolah harus menyambutnya dengan menciptakan terobosan-terobosan baru dimana salah satunya melalui computational thinking.