algoritma dan pemrograman

1.1   Konsep Dasar

Algoritma merupakan fondasi yang harus dikuasai oleh setiap mahasiswa yang ingin menyelesaiakan sebuah permasalahan logika secara terstruktur, efektif dan efisien yaitu yang ingin menyusun program computer untuk menyelesaikan suatu persoalan.



1.2   Defisini Algoritma

Ada beberapa definisi algoritma diantaranya adalah :

Algoritma adalah penyusunan langkah-langkah penyelesaian masalah dalam bentuk kalimat dengan jumlah kata terbatas tetapi tersusun secara logis dan matematis.
Algoritma adalah suatu prosedur yang jelas untuk menyelesaikan suatu persoalan dengan menggunakan langkah-langkah tertentu dan terbatas jumlahnya.
Algoritma adalah susunan langkah yang pasti, yang bila diikuti maka akan mentransformasi data input menjadi output yang berupa informasi.


1.3   Sejarah Algoritma

Sejarah mencatat bahwa algoritma berasal dari sebuah kata al-khawarizmi yang berasal dari seorang muslim yang bernama lengkap Abu Ja’far Muhammad Ibnu Musa Al-Kwarizmi, beliau merupakan ahli matematika dan astronomi dari Persia, dan juga merupakan penulis buku “Aljabar wal Muqobala”. Beliau dianggap sebagai pencetus pertama algoritma karena di dalam buku tersebut Abu Ja’far menjelaskan langkah-langkah dalam menyelesaikan berbagai persoalan arirmatika (aljabar).



1.4   Ciri-ciri Algoritma

Menurut Donald E. Knuth penulis buku algoritma abad XX, menyatakan bahwa ada beberapa ciri algoritma, yaitu :

Algoritma mempunyai awal dan akhir, suatu algoritma harus berhenti setelah mengerjakan serangkaian tugas. Dengan kata lain, suatu algoritma memiliki langkah yang terbatas.
Setiap langkah harus didefinisikan dengan tepat, sehingga tidak memiliki arti ganda, tidak membingungkan (not ambiguous)
Memiliki masukan (input) atau kondisi awal
Memiliki keluaran (output) atau kondisi akhir
Algoritma harus efektif, bila diikuti benar-benar maka akan menyelesaikan masalah.


1.5   Sifat Algoritma

Sesuai dengan ciri-ciri dari algoritma pada penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa sifat suatu algoritma adalah :

Input : Suatu algoritma mempunyai input atau kondisi awal sebelum dilaksanakan, bias berupa nilai-nilai peubah yang diambil dari himpunan khusus.
Output : Suatu algoritma akan menghasilkan output setelah dilaksanakan. Suatu algoritma akan mengubah sebuah kondisi awal menjadi kondisi akhir, dimana nilai output diperoleh dari nilai input yang telah diproses melalui algoritma.
Definiteness : Langkah-langkah yang dituliskan dalam algoritma terdefini dengan jelas sehingga mudah dilaksanakan oleh pengguna algoritma.
Finiteness : Suatu algoritma harus memiliki kondisi akhir atau output setelah sejumlah langkah yang terbatas jumlahnya dilakukan terhadap setiap kondisi awal atau input yang diberikan.
Effevtiveness : Setiap langkah dalam algortima dilaksanakan dalam suatu selang waktu tertentu sehingga pada akhirnya didapatkan solusi sesuai dengan yang diharapkan.
Generality : Langkah-langkah algoritma berlaku untuk setiap himpunan input yang sesuai dengan persoalan yang diberikan, tidak hanya untuk himpunan tertentu.


1.6   Struktur Algoritma

Agar algoritma yang ditulis lebih teratur, maka struktur algoritma sebaiknya dibagi  ke dalam beberapa bagian. Diantaranya :

Bagian kepala (header) : memuat nama algoritma serta informasi atau keterangan tentang algoritma yang ditulis
Bagian Deklarasi ( definisi variable ) : memuat definisi nama variable, nama tetapan, nama prosedur, nama fungsi, tipe data yang akan digunakan dalam algoritma.
Bagian Deskripsi (rincian langkah ) : memuat langkah-langkah penyelesaian masalah, termasuk beberapa perintah seperti baca data, tampilkan, ulangi, yang mengubah data input menjadi output.
Contoh berikut ini adalah struktur algoritma. Algoritma ini akan menghitung luas sebuah luas lingkaran dengan input jejari lingkaran tersebut. Luas lingkaran adalah phi*jari*jari.

Algoritma Luas_lingkaran

{Menghitung sebuah luas lingkaran apabila jari-jari tersebut diberikan}

Deklarasi

{Definisi nama tetapan}

Const phi = 3.14;

{Definisi nama peubah/variabel}

Real jari-jari, Luas;

Deskripsi

Read(jari-jari);

Luas = phi * jari-jari * jari_jari;

Write(Luas);



1.7   Defisini Pemrograman

Pemrograman adalah aktifitas yang berhubungan dengan pembuatan program dengan mengikuti kaidah bahasa pemrograman tertentu. Dalam konteks pemrograman terdapat sejumlah bahasa pemrograman seperti Pascal, C, C#, dan BASIC.

Adapun secara garis besar bahasa pemrograman dikelompokkan menjadi :

Bahasa pemrograman tingkat tinggi ( high-level language )
Adalah bahasa pemrograman yang berorientasi kepada bahasa manusia. Program yang dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman yang mudah dipahami oleh manusia, biasanya menggunakan bahasa inggris, misalnya IF, FOR, While, dll.

Contoh bahasa pemrograman tingkat tinggi adalah : C, C#, BASIC, PHP, VB, VB.NET, JAVA, dll.

Bahasa pemrograman tingkat rendah ( low-level language )
Adalah bahasa pemrograman yang berorientasi kepada mesin. Bahasa ini hanya menggunakan kode biner ( hanya mengenal bilangan 0 dan 1 ) atau suatu kode sederhana untuk menggantikan kode-kode tertentu dalam system biner.

Contoh : kode ASCII yang merepresentasikan karakter ke dalam bilangan biner.



1.8   Langkah-langkah penyelesaian masalah dengan Pemrograman

Sebelum dapat menyelesaikan masalah dengan program, terdapat langkah-langkah yang perlu dilakukan terlebih dahulu :

Menganalisis masalah
Yaitu tindakan untuk mengidentifikasi informasi yang menjadi keluaran pemecahan masalah dan data-data yang menjadi masukan.

Dengan kerangka pemecahan masalah = Masukan -> Algoritma -> Keluaran

Membuat algoritma
Yaitu menuangkan ide dari pengidentifikasian masalah ke dalam bentuk algoritma baik dengan menggunakan Flowchart atau PseudoCode

Menuangkan algortima ke dalam bentuk program.
Yaitu proses membuat kode dengan menggunakan sebuah  bahasa pemrograman untuk mendapatkan hasil sesuai dengan permasalahan

Mengeksekusi dan menguji program (implementasi).
Yaitu proses pengujian terhadap suatu program yang digunakan, apakah nantinya berhasil sesuai yang diharapkan atau masih terjadi kesalahan-kesalahan.



1.9   Contoh-Contoh Algortima

Contoh 1 :

Ada tiga bejana yaitu bejana A, B. Bejana A berisi tinta berwarna merah, bejana B berisi tinta berwarna hijau.

Pertanyaannya adalah : bagaimana caranya agar bejana A dapat terisi dengan tinta berwarna hijau dari bejana B, dan bejana B terisi dengan tinta berwarna merah dari bejana A ?

Dari pertanyaan di atas dapat kita definisikan bahwa untuk memindahkan isi dari bejana A ke bejana B maka dibutuhkan satu lagi bejana kosong, misalnya adalah bejana C.

Maka langkah-langkahnya penyelesaiannya adalah :

Isi bejana C (asalnya kosong) dari bejana A (Tinta Merah)
Isi bejana A (yang sudah kosong) dari bejana B (Tinta Hijau)
Isi bejana B (yang sudah kosong) dari bejana C (Tinta Merah)
Jadi bejana A berisi tinta Hijau, bejana B berisi tinta Merah dan bejana C tetep kosong.


contoh-contoh program sederhana yang menggunakan bahasa C++.
Program sederhana yang saya tulis diantaranya :
 konversi jam, menit dan detik
  konversi dari cm ke km,m,cm menggunakan modulus
  Konversi desimal ke hexa, biner dan oktal
  Menghitung akar persamaan kuadrat
  Menghitung deret fibonaci dengan looping for


1. Konversi jam, menit dan detik

#include <iostream.h>
#include <conio.h>

void main (){
        int jam =3600;
        int menit =60;
        int a, b, c, d, e, f;
        a=4*jam+56*menit+12;
        b=3*jam+21*menit+56;
        c=10*jam+34*menit+1;
        d=8*jam+32*menit+31;
        e=6*jam+42*menit+11;
        f=a+b+c+d+e;
        cout<<"hasil dari 4jam 56 menit 12 detik kedetik adalah "<<a<<endl;
        cout<<"hasil dari 3jam 21 menit 56 detik kedetik adalah "<<b<<endl;
        cout<<"hasil dari 10jam 34 menit 1 detik kedetik adalah "<<c<<endl;
        cout<<"hasil dari 8jam 32 menit 31 detik kedetik adalah "<<d<<endl;
        cout<<"hasil dari 6jam 42 menit 11 detik kedetik adalah "<<e<<endl;
        cout<<"jumlah total dari konversi tersebut adalah "<<f<<endl;
getch ();      
}

2. konversi dari cm ke km,m,cm menggunakan modulus
#include <iostream.h>
#include <conio.h>

void main () {
     int cm,m,km,a,b,c;
     cout<<"konversi dari cm ke km,m,cm:"<<endl;
     cout<<"masukan nilai a:";
     cin>>a;
     km=a/100000;
     b=a%100000;
     m=b/100;
     c=b%1000;
     cm=c;
     cout<<endl<<endl;

     cout<<"km="<<a/100000<<endl<<endl;
     cout<<"m="<<b/100<<endl<<endl;
     cout<<"cm="<<c<<endl<<endl;
getch ();
}

3. Konversi desimal ke hexa, biner dan oktal
cout<<"Program Konversi Bilangan\n\n";
cout<<"Masukkan bilangan desimal : ";
cin>>input;
dectohex(input);
dectobin(input);
dectooc(input);
getch();
}

void dectobin(int input)
{    
cout << input <<" dalam Biner adalah ";
for(int x=0; x<input;)
{
++counter;
c[counter] = input % 2;
input = input / 2;
}
while(counter>0)
{
cout << c[counter];
--counter;
}
cout<<"\n";
}

void dectohex(int input)
{
cout << input <<" dalam Hexadesimal adalah ";
for(int x=0; x<input;)
{
++counter;
c[counter] = input % 16;
input = input / 16;
}

while(counter>0)
{
if(c[counter]==15)
{
cout<<"F";      
}
else if(c[counter]==14)
{
cout<<"E";
}
else if(c[counter]==13)
{
cout<<"D";
}
else if(c[counter]==12)
{
cout<<"C";
}
else if(c[counter]==11)
{
cout<<"B";
}
else if(c[counter]==10)
{
cout<<"A";
}
else
{
cout<<c[counter];
}
--counter;
}
cout<<"\n";
}

void dectooc(int input)
{    
cout << input <<" dalam Oktal adalah ";
for(int x=0; x<input;)
{
++counter;
c[counter] = input % 8;
input = input / 8;
}
while(counter>0)
{
cout << c[counter];
--counter;
}
cout<<"\n";
}

4. Menghitung akar persamaan kuadrat



#include <iostream>
#include <conio.h>
#include <math.h>

   void main () {
   float a,b,c,x1,x2;

   cout<<"masukan nilai a : ";
   cin>>a;
   cout<<"masukan nilai b : ";
   cin>>b;
   cout<<"masukan nilai c : ";
   cin>>c;

   cout<<endl<<endl;
   x1=(b+sqrt(b*b-4*a*c))/2*a*c;
   x2=(b-sqrt(b*b-4*a*c))/2*a*c;

   cout<<"x1="<<x1<<endl<<endl;
   cout<<"x2="<<x2<<endl<<endl;

getch ();
}

5. Menghitung deret fibonaci dengan looping for



#include <iostream.h>

#include <conio.h>



void main () {
int a,b,c,i;
cout<<"program menghitung deret fibonaci"<<endl<<endl;

    cout<<"masukan bilangan pertama=";
    cin>>a;
    cout<<"masukan bilangan kedua=";
    cin>>b;

    for (i=0; i<=10; i++){
    c=a+b;

    cout<<c<<endl;
    a=b;
    b=c;
    }
getch ();
}