BAB 1 – TENTANG INFORMATIKA
A. PENGERTIAN INFORMATIKA
1. Informatika adalah disiplin ilmu yang:
- Mencari pemahaman dan mengeksplorasi dunia sekitar kita, baik natural (dunia dan alam sekitar kita) maupun artifisial (dunia maya atau dunia digital yang diciptakan manusia)
- Mempelajari dan menganalisis dunia nyata dan dunia digital untuk menemukan solusi dari berbagai permasalahan
- Berkaitan dengan studi, pengembangan, dan implementasi sistem komputer untuk memecahkan masalah praktis
- Berhubungan dengan berbagai bidang ilmu lain karena luasnya kemungkinan eksplorasi masalah yang akan dipecahkan
2. Informatika mencakup aspek STEAM yang saling terintegrasi:
- Science (Sains): Dasar-dasar ilmiah dan pemahaman teoretis
- Technology (Teknologi): Penerapan praktis dari ilmu pengetahuan
- Engineering (Teknik): Proses perancangan dan pembangunan sistem
- Art (Seni): Aspek estetika dan pengalaman pengguna
- Mathematics (Matematika): Dasar logika dan perhitungan
B. DELAPAN ELEMEN INFORMATIKA
1. Berpikir Komputasional (BK)
Kemampuan merumuskan masalah dan solusinya sehingga solusi dapat dijalankan oleh komputer atau manusia
2. Teknologi Informasi dan Komunikasi (TIK)
Penggunaan perangkat digital dan aplikasi untuk mendukung produktivitas, komunikasi, dan kolaborasi
3. Sistem Komputer (SK)
Pemahaman tentang cara kerja komputer, komponen-komponennya, dan interaksi antar komponen
4. Jaringan Komputer dan Internet (JKI)
Konsep dan implementasi komunikasi data antar komputer dan perangkat dalam jaringan
5. Analisis Data (AD)
Kemampuan mengumpulkan, mengolah, dan menginterpretasi data untuk mengambil keputusan
6. Algoritma dan Pemrograman (AP)
Teknik merancang langkah-langkah penyelesaian masalah dan implementasinya dalam bahasa pemrograman
7. Dampak Sosial Informatika (DSI)
Pemahaman tentang pengaruh teknologi informasi terhadap individu, komunitas, dan masyarakat
8. Praktik Lintas Bidang (PLB)
Penerapan konsep informatika dalam berbagai bidang kehidupan dan disiplin ilmu
BAB 2 – STRATEGI ALGORITMIK DAN PEMROGRAMAN
A. PROSES PEMROGRAMAN
Proses pemrograman adalah serangkaian tahap sistematis untuk mengembangkan program komputer:
1. Analisis Masalah
- Memahami kebutuhan dan persyaratan
- Mengidentifikasi input, proses, dan output yang diharapkan
- Menentukan batasan dan kendala yang mungkin ada
- Membuat spesifikasi program yang jelas
2. Perancangan Solusi
- Membuat algoritma penyelesaian masalah
- Merancang struktur data yang sesuai
- Memilih strategi pemrograman yang tepat
- Membuat diagram alur atau pseudocode
3. Implementasi
- Menerjemahkan algoritma ke dalam bahasa pemrograman
- Menulis kode program yang efisien
- Menerapkan standar penulisan kode
- Membuat dokumentasi program
4. Pengujian dan Debugging
- Menguji program dengan berbagai kasus
- Menemukan dan memperbaiki kesalahan
- Memastikan program berjalan sesuai spesifikasi
- Mengoptimasi kinerja program
B. BERPIKIR KOMPUTASIONAL
1. Rekursi
Konsep pemecahan masalah dengan cara:
- Memecah masalah besar menjadi submasalah yang lebih kecil
- Menyelesaikan setiap submasalah dengan cara yang sama
- Menggabungkan solusi submasalah menjadi solusi masalah utama
- Memiliki kasus dasar (base case) untuk menghentikan rekursi
Contoh penerapan:
- Perhitungan faktorial
- Pencarian dalam struktur pohon
- Pengurutan data dengan metode quicksort
- Pemecahan masalah permainan seperti Hanoi Tower
2. Algoritma Greedy
Strategi pemecahan masalah dengan:
- Mengambil pilihan yang tampak terbaik saat ini
- Membuat keputusan lokal optimal di setiap langkah
- Berharap mencapai solusi global optimal
- Tidak melakukan backtracking atau mengubah keputusan
Penerapan dalam kehidupan:
- Penjadwalan tugas
- Pemilihan rute terpendek
- Penukaran uang dengan jumlah koin minimal
- Pengaturan memori komputer
3. Pemrograman Dinamis
Teknik optimasi dengan karakteristik:
- Memecah masalah menjadi submasalah yang lebih kecil
- Menyimpan hasil perhitungan submasalah dalam tabel
- Menggunakan hasil yang tersimpan untuk perhitungan berikutnya
- Menghindari perhitungan berulang
Contoh aplikasi:
- Mencari jalur terpendek dalam graf
- Optimasi perkalian matriks
- Masalah knapsack
- Pencarian subsequence terpanjang
C. ALGORITMA DAN PEMROGRAMAN
1. Larik (Array)
Struktur data untuk menyimpan kumpulan data dengan karakteristik:
- Tipe data yang sama
- Ukuran tetap
- Akses langsung melalui indeks
- Penyimpanan berurutan dalam memori
Operasi pada array:
- Penyisipan dan penghapusan elemen
- Pencarian elemen
- Pengurutan data
- Pemrosesan sekuensial
2. Karakter dan String
Pemrosesan teks dengan konsep:
- Karakter sebagai unit dasar teks
- String sebagai rangkaian karakter
- Operasi dasar string (konkatenasi, substring)
- Pencarian pola dalam teks
Manipulasi string:
- Pemeriksaan panjang string
- Pembandingan string
- Pengubahan case (huruf besar/kecil)
- Penggantian dan penghapusan karakter
D. PRAKTIK LINTAS BIDANG
1. Penerapan dalam Kimia
- Perhitungan stoikiometri dan kesetimbangan kimia
- Simulasi reaksi kimia dan perubahan energi
- Visualisasi struktur molekul
- Analisis data spektroskopi
2. Penerapan dalam Fisika
- Simulasi gerak benda dan gaya
- Perhitungan energi dan momentum
- Analisis gelombang dan getaran
- Pemodelan sistem kelistrikan
3. Penerapan dalam Biologi
- Analisis pertumbuhan populasi
- Simulasi proses evolusi
- Pemodelan ekosistem
- Pengolahan data genetika
