Struktur Sistem Operasi

DASAR-DASAR ALGORITMA DAN PEMROGRAMAN

Dewasa ini, komputer digunakan di hampir se­mua bidang kehidupan manusia, mulai dari pendidik­an, bisnis, sampai dengan permainan. Berbicara tentang komputer tidak lepas dari pemrograman komputer. Hal ini karena komputer pada dasarnya adalah mesin yang tidak bisa apa-apa. Kita harus memberikan serangkaian instruksi kepada komputer agar mesin 'pintar' ini dapat memecahkan suatu masalah. Langkah-langkah yang kita lakukan dalam memberikar. instruksi kepada komputer untuk memecahkan masalah inilah yang dinamakan pemrograman komputer.



Pemrograman Komputer

Dalam kehidupan sehari-hari, untuk berkomu­nikasi dengan orang lain, kita harus menggunakan bahasa yang sama dengan orang tersebut. Apabila kita menggunakan Bahasa Indonesia, lawan bicara kita juga harus mengerti Bahasa Indonesia. Kalau lawan bicara kita tidak mengerti Bahasa Indonesia, kita masih bisa berkomunikasi dengannya melalui seorang penerjemah.
Dalam pemrograman komputer, berlaku juga hal seperti di atas. Kita harus menggunakan bahasa yang dimengerti oleh komputer untuk memberikan suatu instruksi.
Pada dasarnya, komputer adalah mesin digital, artinya komputer hanya mengenal kondisi ada arus listrik (biasanya dilambangkan dengan 1) dan tidak ada arus listrik (biasanya dilambangkan dengan 0). Dengan kata lain, kita harus menggunakan sandi 0 dan 1 untuk melakukan pemrograman komputer. Bahasa pemro­graman yang menggunakan sandi 0 dan 1 ini disebut bahasa mesin. Mungkin Anda sudah bisa membayang­kan bagaimana sulitnya memprogram dengan bahasa mesin. Namun Anda tidak perlu kuatir karena dewasa ini jarang sekali orang yang memprogram dengan bahasa mesin.
Karena bahasa mesin sangat susah, maka muncul ide untuk melambangkan untaian sandi 0 dan 1 dengan singkatan kata yang lebih mudah dipahami manusia. Singkatan kata ini kemudian sering disebut mnemonic code. Bahasa pemrograman yang menggunakan singkat­an kata ini disebut bahasa assembly.
Sebagai contoh, dalam prosesor Intel, terdapat perintah 0011 1010 0000 1011. Perintah dalam bahasa mesin ini sama artinya dengan perintah assembly CMP AL, OD, yang artinya bandingkan nilai register AL dengan 0D. CMP di sini sebenarnya adalah singkatan dari CoMPare. DapatAnda lihat di sini bahwa perintah CMP AL, 0D jauh lebih mudah dipahami daripada 0011 1010 0000 1011. Tentu saja ini jika dilihat dari sudut pandang manusia, bagi komputer, kombinasi 0 dan 1 tentu lebih mudah dipahami. Perangkat lunak yang mengkonversikan perintah-perintah assembly ke dalam bahasa mesin sering disebut juga assembler.
Pemrograman dengan bahasa assembly dirasa­kan banyak orang masih terlalu sulit, termasuk saya sendiri. Sesusai dengan sifat manusia yang tidak pernah puas, akhirnya dikembangkan suatu bahasa pemro­graman yang lebih mudah digunakan. Bahasa pemro­graman ini menggunakan kata-kata yang mudah di­kenali oleh manusia. Bahasa pemrograman seperti ini disebut bahasa generasi ketiga atau disingkat 3GL (third­generation language). Beberapa orang menyebut bahasa ini dengan bahasa tingkat tinggi atau disingkat HLL (high-level language). Ada banyak contoh bahasa generasi ketiga, antara lain: Basic, Pascal, C, C++, CO­BOL, dsb.


Bahasa generasi ketiga biasanya menggunakan kata-kata dalam bahasa Inggris karena memang bahasa tersebut adalah bahasa internasional. Sebagai contoh, Anda dapat menuliskan perintah berikut dalam bahasa Pascal:
writeln (‘Algoritma’);
atau perintah berikut dalam bahasa C:
printf (“Algoritma\n\r”);
atau perintah berikut dalam bahasa C++:
cout « “Algoritma” « endl;
Ketiga pernyataan di atas bertujuan sama, yaitu menuliskan teks 'Algoritma' ke keluaran standar (stan­dard output), biasanya ke layar komputer.
Ketiga perintah sederhana di atas sebenarnya terdiri dari puluhan atau mungkin bahkan ratusan per­nyataan assembly. Perangkat lunak yang menerjemah kan program dalam bahasa manusiawi ke dalam bahasa assembly atau mesin ada dua macam, yaitu interpreter dan kompiler.
Interpreter menerjemahkan program baris per baris, artinya jika suatu baris akan dieksekusi, maka baris tersebut diterjemahkan terlebih dulu ke bahasa mesin. Apabila baris berikutnya akan dieksekusi, maka baris tersebut baru diterjemahkan ke dalam bahasa me­sin. Contoh bahasa pemrograman yang menggunakan interpreter adalah Basic.
Kompiler menerjemahkan semua perintah ke dalam bahasa mesin kemudian menjalankan hasil penerjemahan. Hasil penerjemahan ini bisa disimpan dalam file atau memori. Contoh bahasa pemrograman yang menggunakan kompiler adalah Pascal, C, dan C++. Khusus untuk Pascal, ada beberapa kompiler tetapi memang jumlahnya tidak banyak, misalnya Turbo Pascal , GNU Pascal, Free Pascal , dsb. Meskipun demikian, kompiler Pascal yang paling banyak digunakan adalah Turbo Pascal. Jadi buku ini juga menggunakan Turbo Pascal sebagai acuannya.
Perkembangan bahasa pemrograman tidak sampai pada bahasa generasi ketiga saja. Ada generasi lanjutan bahasa pemrograman, yaitu bahasa generasi keempat atau disingkat 4GL (fourth-generation language). Bahasa ini banyak digunakan untuk mengembangkan aplikasi basis data (database). Salah satu contohnya adalah SQL (Structured Query Language). Pada bahasa ini, perintah-perintah yang digunakan lebih manusiawi, misalnya "SELECT Nama, Alamat FROM Karyawan", untuk mengambil data Nama dan Alamat dari basis data Karyawan.
Dari penjelasan singkat ini, saya berharap Anda dapat memahami di manakah sebenamya posisi bahasa Pascal ditinjau dalam pemrograman komputer. Pada subbab berikutnya, saya akan membahas di manakah posisi algoritma dalam pemrograman komputer.

Langkah-langkah dalam Pemrograman Komputer

Dalam melakukan suatu kegiatan, tentu saja kita memerlukan langkah-langkah yang harus dilalui. Orang tidur saja, menurut para dokter, melewati beberapa tahapan atau fase. Dalam pemrograman kom­puter, kita juga memerlukan beberapa langkah.
Urutan langkah-langkah yang saya sajikan dalam buku ini tidak bersifat mutlak, artinya Anda tidak harus melakukannya dari langkah pertama, kedua, ketiga, dst. Ada beberapa langkah yang harus atau mungkin diulang sampai berkali-kali. Lebih jauh lagi, buku lain mungkin menyajikan langkah-langkah yang kelihatan­nya berbeda tetapi pada intinya sama. Berikut ini adalah beberapa langkah yang harus dilakukan dalam pemrograman komputer:

1.    Mendefinisikan masalah. Langkah pertama ini sering dilupakan oleh banyak pemrogram. Begitu mereka mendapat perintah untuk membuat suatu program, mereka langsung menulis programnya tanpa mendefinisikan masalahnya terlebih dulu. Saya mengutip kata-kata dari Henry Ledgard da­lam salah satu bukunya tentang Hukum Murphy untuk pemrograman:
Semakin cepat Anda menulis program akan semakin lama Anda menyelesaikannya.

Memang tidak ada bukti ilmiah tentang kata-kata ini, tetapi dari pengalaman pribadi saya ketika menjadi asisten riset di Universitas Gadjah Mada tahun 1995 dan 1996, kata-kata ini ternyata banyak benarnya.

Sebelum menginjak pada langkah kedua, saya ingatkan sekali lagi bahwa langkah pertama, mendefinisikan masalah, sangat vital tetapi sering dilupakan. Tentukan masalahnya seperti apa, kemudian apa saja yang harus dipecahkan dengan komputer, yang terakhir adalah apa masukannya dan bagaimana keluarannya.

2.    Menentukan solusi. Setelah masalah didefinisikan dengan jelas, masukan apa yang diberikan sudah jelas, keluaran apa yang diinginkan sudah jelas, langkah selanjutnya adalah mencari jalan bagai­mana masalah tersebut diselesaikan. Apabila per­masalahan terlalu kompleks, biasanya kita harus membaginya ke dalam beberapa modul kecil agar lebih mudah diselesaikan.
Sebagai contoh, program untuk menghitung invers matriks, dapat dibagi menjadi beberapa modul kecil. Modul pertama adalah meminta masukan dari pengguna berupa matriks bujur sangkar. Modul kedua adalah mencari invers matriks yang dimasukkan pengguna. Modul terakhir adalah me­nampilkan hasilnya kepada pengguna. Anda akan belajar membagi permasalahan ke dalam beberapa modul kecil pada Bab 5, Subrutin.

3.   Memilih algoritma. Langkah ini merupakan salah satu langkah penting  dalam pemrograman kom­puter. Mengapa? Karena pemilihan algoritma yang salah akan menyebabkan program memiliki unjuk kerja yang kurang baik. Algoritma inilah yang akan saya bahas sepanjang buku ini, jadi saya tidak akan membahasnya panjang lebar di sini.

4.      Menulis program. Pada langkah ini, Anda mulai menuliskan program komputer untuk memecah­kan masalah yang diberikan. Sebagaimana saya jelaskan di awal bab ini, untuk menulis program Anda dapat menggunakan salah satu bahasa ge­nerasi ketiga. Saya tidak merekomendasikan ba­hasa mesin atau assembly karena terlalu sulit dan memboroskan waktu. Ingat ada pepatah lama mengatakan waktu adalah uang. Memang banyak orang yang senang menggunakan assembly de­ngan alasan kecepatan yang tinggi, tetapi waktu yang diperlukan untuk menulis programnya juga sangat lama. Dengan kata lain, harga yang dibayar untuk kecepatan yang tinggi tersebut cukup mahal. Saya juga tidak merekomendasikan bahasa generasi keempat karena penggunaannya lebih banyak dalam dunia basis data.




Ada beberapa hal yang harus dipertimbangkan saat memilih bahasa pemrograman, antara lain masalah yang dihadapi, bahasa pemrograman yang Anda kuasai, dsb. Dalam buku ini, Anda khusus akan menulis program menggunakan bahasa Pascal.

 5.   Menguji program. Setelah program selesai ditulis, Anda harus mengujinya. Pengujian pertama ada­lah: apakah program berhasil dikompilasi dengan baik? Pengujian berikutnya: apakah program dapat menampilkan keluaran yang diinginkan?

Lebih jauh lagi, Anda juga harus menguji program dengan banyak kasus lain. Sering terjadi, suatu program berjalan baik untuk kasus A, B, C; tetapi menghasilkan sesuatu yang tidak diinginkan untuk kasus X, Y, dan Z.

Langkah keempat dan kelima ini bisa dilakukan berulang-ulang sampai program diyakini benar­-benar berjalan sesuai yang diharapkan.

6.   Menulis dokumentasi. Hal ini biasanya dilakukan bersamaan dengan menulis program, artinya pada setiap baris program atau setiap beberapa baris program, Anda menambahkan komentar yang menjelaskan kegunaan dari suatu pernyataan.

Dokumentasi ini kelihatannya sepele dan banyak dilupakan orang, padahal fungsinya penting sekali. Di masa mendatang, apabila Anda perlu melaku­kan perubahan atau perbaikan terhadap suatu pro­gram, Anda akan merasakan pentingnya dokumen­tasi yang baik. Meskipun demikian, sebagian besar contoh program di buku ini tidak menyertakan do­kumentasi. Hal ini karena dokumentasi dari pro­gram tersebut tidak lain adalah buku ini sendiri.
Dokumentasi yang dijadikan satu dalam program, berupa komentar-komentar pendek, biasanya sudah cukup. Namun akan lebih baik jika Anda juga menuliskannya dalam dokumen tersendiri kemudian mencetaknya di atas kertas jika perlu. Saya memang tidak begitu menyarankan doku­mentasi di atas kertas, tetapi hal yang terpenting adalah menambahkan komentar-komentar singkat di dalam program Anda. Mungkin sekarang Anda berpikir tidak ada gunanya, tetapi percayalah nantinya Anda akan merasakan pentingnya hal ini.

7.        Merawat program. Langkah ini dilakukan setelah program selesai dibuat dan sudah digunakan oleh pengguna Anda. Hal yang paling sering terjadi di sini adalah munculnya bug yang sebelumnva tidak terdeteksi. Atau mungkin juga pengguna ingin tambahan suatu fasilitas baru. Apabila hal-hal seperti ini terjadi, Anda harus melakukan revisi terhadap program Anda.