Algoritma adalah sekumpulan instruksi tertentu yang digunakan untuk memecahkan masalah. Langka-langkahnya dapat melibatkan operasi logika atau matematika secara bersamaan. Setiap langkah dari algoritma dapat berupa tindakan yang dilakukan satu kali saja atau berulang-ulang selama beberapa kali.
Algoritma merupakan perhitungan matematis yang sangat kompleks dan luas untuk dibahas.
Algoritma tidak hanya digunakan untuk menyelesaikan masalah pada komputer, tetapi juga dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah yang ada dalam kehidupan sehari-hari.
Algoritma digunakan di semua bidang TI dari sistem operasi, aplikasi, website, dll.
Algoritma juga digunakan sebagai spesifikasi untuk melakukan pemrosesan data dan memainkan peran utama dalam sistem otomatis.
Algoritma sering digunakan untuk menyortir kumpulan angka atau untuk tugas yang lebih rumit, seperti merekomendasikan konten pengguna di media sosial.
Algoritma biasanya dimulai dengan input awal dan menghasilkan output di akhir proses.
Algoritma menggunakan input awal bersama dengan serangkaian instruksi. Input adalah data awal yang diperlukan untuk mengambil keputusan dan dapat direpresentasikan dalam bentuk angka atau kata.
Data input dimasukkan melalui serangkaian instruksi, atau perhitungan, yang dapat mencakup proses aritmatika dan pengambilan keputusan.
Outputnya adalah langkah terakhir dalam suatu algoritma dan biasanya dinyatakan sebagai lebih banyak data.
Masalah mudah dipecahkan dengan menggunakan algoritma karena kita tahu langkah-langkah logis dan sistematis yang harus diambil terlebih dahulu.
Selain itu beberapa langkah hanya akan melakukan tindakan jika kondisi tertentu terpenuhi.
Misalnya suatu kuantitas memiliki nilai tertentu, pengguna telah memberikan masukan atau tidak. Kita telah menggunakan algoritma sepanjang hidup kita.
Teknik desain algoritma yaitu pendekatan unik atau metode matematika untuk membuat algoritma dam memecahkan masalah.
Meskipun banyak algoritma yang dapat memcahkan masalah, tidak semua algoritma dapat menyelesaikannya secara efisien.
Oleh karena itu, kita harus membuat algoritma dengan menggunakan metode desain algoritma yang sesuai berdasarkan sifat masalahnya.
Algoritma yang dibuat dengan teknik desain yang tepat dapat menyelesaikan masalah dengan lebih efisien yang sehubung dengan daya komputasi yang dibutuhkan.
Desain algoritma mengacu pada penetapan prosedur-prosedur dan aturan yang perlu diikuti untuk mencapai hasil yang diinginkan yang sama setiap saat.
Sebelum merepresentasikan atau menyatakan suatu algoritma, harus ditentukan lebih dahulu model atau desain penyelesaiannya.
Suatu masalah dapat diselesaikan dengan berbagai model. Sudah menjadi tugas kita untuk memilih model algoritma mana yang paling cocok untuk menyelesaikan masalah tertentu.
Pemilihan teknik desain algoritma tergantung pada sifat masalah yang ingin diselesaikan, kompleksitasnya, dan ketersediaan sumber daya.
Penting untuk memahami masalah dengan baik sebelum memilih teknik desain algoritma yang tepat.
Selain itu, perlu diingat bahwa seringkali kombinasi dari bebrapa tekniik dapat memberikan solusi terbaik untuk masalah yang kompleks.
Daftar Isi
5 Teknik Desain Algoritma yang umum digunakan san sifat algoritme nya:
• Menentukan desain algoritma
• Menyatakan suatu algoritma
• Validasi suatu algoritma
• Menganalisis suatu algoritma
• Menguji suatu algoritma
Menentukan Desain Algoritma
Menentukan desain algoritma yang Pertama, kita harus memahami masalah yang ingin kita selesaikan dengan algoritma.
Pilih teknik desain algoritma yang sesuai dengan jenis masalah yang kita hadapi.
kita dapat memilih antara pemecahan masalah secara berurutan, pemecahan masalah dengan memisahkan dan menaklukkan, pemrograman dinamis, algoritma greedy, atau pencarian dan pemilihan.
Buat model algoritma secara jelas dengan memecahnya menjadi langkah-langkah yang dapat diimplementasikan.
Pastikan bahwa langkah-langkahnya logis dan efisien.
Implementasikan algoritma dalam bahasa pemrograman yang sesuai.
Pemahaman yang baik tentang suatu masalah akan membantu kita dalam mencari solusi yang tepat.
Untuk memahami masalah, kita harus mengumpulkan informasi yang cukup tentang masalah tersebut dan membuat beberapa pertanyaan yang relevan.
Sebelum membuat sebuah algoritma yang harus kita lakukan adalah menentukan urutan atau langkah-langkah untuk penghitungan atau untuk menyelesaikan suatu masalah yang ditulis secara berurutan.
Sebelum merepresentasikan atau menyatakan suatu algoritma, harus kita tentukan lebih dahulu menentukan model atau desain penyelesaiannya.
Menentukan desain algoritma adalah metode khusus untuk menciptakan proses matematis dalam proses pemecahan masalah.
Algorithm Design diidentifikasi dan dimasukkan ke dalam banyak teori solusi penelitian operasi, seperti halnya pemrograman dinamis.
Teknik untuk merancang dan menerapkan desain algoritmik adalah pola perancangan algoritma, seperti pola pola template dan pola dekorator, serta penggunaan struktur data.
Analisis algoritma dilakukan dengan tujuan utama agar kita dapat mengambil keputusan yang tepat dalam memilih algoritma untuk mencari dan menentukan sebuah solusi.
Sebagai contoh, kita semua belajar algoritma untuk melakukan perkalian di sekolah.
Jika kita mengikuti aturan dan langkah-langkah yang diajarkan, justru kita bisa mendapatkan jawaban atas masalah perkalian.
Jika kita memiliki dasar pemikiran algoritma kita tidak perlu memikirkan bagaimana melakukan perkalian dari nol setiap kali kita dihadapkan dengan masalah baru.
Suatu masalah dapat diselesaikan dengan berbagai model.
Sudah menjadi tugas seorang programmer untuk memilih model algoritma mana yang paling cocok untuk menyelesaikan masalah tertentu.
Menyatakan Suatu Algoritma
Setelah selesai menentukan model atau desain algoritma yang akan kita gunakan, kita baru bisa membuat barisan instruksi secara terurut untuk menyelesaikan suatu masalah.
Setelah itu Algoritma tersebut kita tuliskan menggunakan bahasa pemrograman (Java, Python, C++, dll). Menyatakan suatu algoritma dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu:
- Flowchart
Penyajian algoritma dengan flowchart adalah penyajian atau penulisan algoritma dengan suatu diagram yang menggambarkan susunan alur logika dari permasalahan yang ingin diselesaikan.
- Bahasa Semu
Bahasa semu dalam hal ini memiliki maksud sebagai penyampaian algoritma dengan bahasa sehari-hari tetapi jelas dan terstruktur.
- Pseudocode
Langkah-langkah penyelesaian masalah ini ditulis dengan cara yang mirip atau menyerupai program.
Preseudocode tidak spesifikasi terhadap salah satu bahasa pemrograman sehingga algoritma ini dapat diterjemahkan menyesuaikan bahasa pemrograman yang ada dalam suatu program
Meskipun ada tiga cara penyajian yang berbeda, hasil algoritma yang diberikan tetap sama.
Maka dari itu, tidak ada aturan yang menyatakan harus menggunakan penyajian tertentu.
Kita bisa bebas memilih bentuk penyajian sesuai dengan keinginan dan pemahaman.
Meski begitu, algoritma yang kita buat dengan kelemahan, yaitu hanya bisa dimengerti oleh praktisi yang mengerti bahasanya.
Validasi Suatu Algoritma
Validasi algoritma adalah suatu proses memverifikasi bahwa suatu algoritma memenuhi spesifikasinya dan berfungsi sebagaimana mestinya.
Ini melibatkan pemeriksaan logika, masukan, keluaran, dan perilaku algoritme dalam skenario dan kondisi yang berbeda.
Validasi algoritma dapat dilakukan pada berbagai tahapan siklus pengembangan algoritma, seperti desain, implementasi, pengujian, dan penerapan.
Validasi algoritma penting karena beberapa alasan.
1. Pertama, hal ini membantu memastikan kualitas dan keandalan algoritme serta menghindari kesalahan, bug, atau kegagalan yang dapat membahayakan hasil atau menyebabkan kerugian.
2. Kedua, membantu mengukur kinerja dan efisiensi algoritma dan membandingkannya dengan alternatif atau tolok ukur lain.
3. Ketiga, ini membantu menunjukkan kredibilitas dan transparansi algoritme serta meningkatkan kepercayaan dan keyakinan pengguna dan pemangku kepentingan.
Untuk memvalidasi algoritma adalah dengan menggunakan metode formal, yaitu teknik matematika yang secara ketat membuktikan atau menyangkal sifat dan kebenaran algoritma.
Metode formal dapat diterapkan pada desain algoritma, kode, atau spesifikasi, tergantung pada tingkat abstraksi dan detailnya.
Beberapa contoh metode formal adalah logika, pengecekan model, pembuktian teorema, dan analisis statis.
Metode formal dapat memberikan jaminan dan keyakinan yang kuat, namun metode ini juga rumit, memakan waktu, dan sulit diterapkan pada algoritma yang besar atau kompleks.
Indikasi dari suatu algoritma yang valid adalah jika penyelesaiannya memenuhi solusi yang sebenarnya.
Jadi penyelesaian yang diperoleh suatu algoritma harus memecahkan masalah, bukannya membuat masalah baru.
Maka dari itu, yang harus diperhatikan adalah perhitungan, prosedur, atau solusinya selalu benar untuk semua kemungkinan input.
Ada banyak alat yang dapat membantu validasi algoritme, bergantung pada metode, bahasa, platform, dan domain algoritme.
Beberapa alat memiliki tujuan umum dan dapat digunakan untuk algoritma apa pun, seperti IDE, debugger, profiler, penganalisis kode, dan kerangka pengujian.
Beberapa alat bersifat spesifik dan dapat digunakan untuk jenis algoritma tertentu, seperti pemecah masalah, simulator, visualisator, dan validator.
Beberapa alat terintegrasi dan dapat digunakan untuk berbagai aspek validasi algoritma, seperti notebook Jupyter, MATLAB, RStudio, dan Wolfram Mathematica.
Menganalisis Suatu Algoritma
Dalam tahap ini, suatu algoritma dianalisis berdasarkan tingkat efisiensinya. Tingkat efisiensi suatu algoritma menyangkut dua hal yang biasa disebut kompleksitas algoritma, yaitu:
- Waktu Tempuh/Running Time
Proses dari suatu algoritma dalam mencari solusi dari suatu masalah memerlukan waktu. Waktu dalam proses pencarian solusi diusahakan relatif singkat.
Hal-hal yang dapat mempengaruhi daripada waktu tempuh adalah:
Semakin banyak langkah atau instruksi yang kita gunakan dalam menyelesaikan masalah, maka semakin lama waktu tempu yang dibutuhkan dalam proses tersebut.
Besar dan jenis input data pada suatu algoritma akan sangat berpengaruh pada proses perhitungan yang terjadi.
Jika jenis data adalah tingkat ketelitian tunggal(Single precision), maka waktu tempuh akan menjadi relatif lebih cepat dibandingkan dengan tingkat ketelitihan ganda(Double precesion).
Jenis operasi waktu tempuh juga dipengaruhi oleh jenis operasi yang digunakan.
Jenis operasi tersebut meliputi operasi matematika, nalar atau logika.
Sebagai contoh, operasi perkalian atau pembagian akan memakan waktu lebih lama dibandingkan operasi penjumlahan atau pengurangan.
komputer dan kompilator hal terakhir yang mempengaruhi waktu tempu suatu proses algoritma adalah komputer dan kompilator, walaupun sebenarnya faktor ini diluar tahap rancangan atau tahap pembuatan algoritma yang efisien.
Algoritma dibuat untuk mencapai waktu tempuh yang seefektif dan seefisien mungkin, tetapi kesemuanya itu akan sangat bergantung pada kemampuan komputer yang tentunya harus sesuai.
Dengan jumlah program atau langkah yang diperlukan oleh algoritma, begitu juga dengan kompilator tersebut.
- Penggunaan memori/storage
Banyaknya prosedur-prosedur yang digunakan dan jenis variabel atau data yang dipakai dalam suatu algoritma akan mempengaruhi penggunaan memori.
Untuk itu, selama proses pencarian solusi hingga diperoleh penyelesaiannya, diusahakan dapat memperkirakan seberapa banyak storage yang dibutuhkan.
Menguji Suatu Algoritma
Menguji suatu algoritma adalah langkah penting dalam mengembangkan perangkat lunak atau sistem apa pun yang mengandalkan logika, data, dan kinerja.
Algoritma adalah seperangkat instruksi atau aturan yang memecahkan suatu masalah atau melakukan suatu tugas.
Menguji suatu algoritma berarti memverifikasi bahwa algoritma tersebut berfungsi seperti yang diharapkan, memberikan hasil yang benar, menangani kesalahan, dan memenuhi persyaratan.
KIta akan mempelajari cara paling efisien untuk menguji suatu algoritma, berdasarkan beberapa prinsip umum dan praktik terbaik.
Menguji setiap bagian kecil dari algoritma, seperti fungsi-fungsi individu, untuk memastikan bahwa masing-masing bekerja dengan benar.
Banyaknya langkah yang digunakan dan jenis variabel data yang dipakai dalam suatu algoritma akan sangat mempengaruhi penggunaan memori.
Dalam hal ini, diharapkan dapat memperkirakan seberapa banyak kebutuhan memori yang kita perlukan selama proses berlangsung hingga proses selesai dikerjakan.
Dengan demikian, dapat disiapkan storage yang memadai agar proses suatu algoritma berjalan tanpa ada hambatan atau kekurangan memori.
Algoritma yang sudah ditetapkan untuk digunakan dalam penyelesaian masalah, akan dengan cepat diperoleh solusinya dengan menggunakan medium (komputer).
Setelah diperoleh solusinya, program tersebut diuji dengan dua fase yang dilaksanakan secara simultan, yaitu:
- Debugging
Merupakan fase dimana program melakukan koreksi terhadap kesalahan program. Kesalahan program yang dimaksud adalah kesalahan penulisan dalam bahasa pemrograman, baik secara logika maupun sintaksis.
- Profiling
Merupakan suatu fase yang akan bekerja jika program tersebut sudah berhasil melewati fase debugging. Fase ini juga bekerja untuk mengukur waktu tempuh/running time dan penggunaan memori/storage.
Penting untuk merancang serangkaian tes yang komprehensif dan representatif untuk menguji algoritma secara menyeluruh.
Selain itu, dokumentasi hasil uji coba dengan baik memahami kelemahan dan kekuatan algoritma.