computational thinking
DESCRIPTION
Presentasi kuliah umum "Computational Thinking".TRANSCRIPT
Computational ThinkingFundamental Skill Used By Everyone By The Middle Of 21st
Century
Haddad Sammir, M.Kom
June 23, 2015
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Komputasi dan KomputerKomputasi
Menurut kamus Merriam Webster, komputasi adalah1 :1 the act or action of computing : calculation2 the use or operation of a computer
Wikipedia menambahkan2 :1 Computation is a process following a well-defined model
understood and expressed as, for example, an algorithm, or aprotocol.
1http://www.merriam-webster.com/dictionary/computation2https://en.wikipedia.org/wiki/Computation
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Komputasi dan KomputerKomputasi
Komputasi dapat diklasifikasikan kepada tiga kriteria:1 Digital vs Analog.2 Sequential vs Parallel vs Concurrent.3 Batch vs Interactive.
Sebuah komputasi dapat dilihat sebagai fenomena fisik murniyang terjadi di dalam sistem fisik tertutup yang disebutkomputer.
Sistem fisik tersebut dapat berupa komputer digital, komputermekanik, komputer analog, dll.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Komputasi dan KomputerKomputer
Menurut kamus Merriam Webster, komputer adalah3:1 one that computes; specifically : a programmable usually
electronic device that can store, retrieve, and process data
Wikipedia menambahkan4:1 A computer is a general-purpose device that can be
programmed to carry out a set of arithmetic or logicaloperations automatically.
3http://www.merriam-webster.com/dictionary/computer4https://en.wikipedia.org/wiki/Computer
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
KomputerSejarah Perkembangan Komputer
Sebelum abad ke 20, kalkulasi dilakukan sepenuhnya olehmanusia.
Alat mekanis awal yang digunakan untuk membantu manusiamenghitung disebut ”mesin hitung” (calculating machines).
Operator mesin tersebut disebut sebagai computer.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Sejarah Perkembangan KomputerZaman Kuno
Alat bantu hitung paling sederhana adalah menggunakan jari.
Sempoa / Abacus / Suanpan
5
5Sumber: WikipediaHaddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Sejarah Perkembangan KomputerKomputer General Purpose Pertama
Charles Babbage pertama sekali memperkenalkan konsepkomputer yang dapat diprogram.
Dikenal sebagai ”bapak komputer” yang menemukankomputer mekanik pertama.
Input yang digunakan adalah punched card dan output yangdiberikan dalam bentuk printer dan bell.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Sejarah Perkembangan KomputerKomputer Analog Pertama
Komputer analog moderen pertama adalah mesin pemprediksipasang laut yang ditemukan oleh Sir William Thomson padatahun 1872.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Sejarah Perkembangan KomputerEra Komputer Digital
Prinsip komputer moderen pertama sekali dijabarkan olehAlan Turing.
Pada tahun 1938 angkatan laut Amerika mengembangkankomputer elektromekanika yang cukup kecil untuk bisadiletakkan pada kapal selam yang menggunakan trigonometriuntuk menyelesaikan masalah menembakkan torpedo ke targetyang bergerak.
John Vincent Atanasoff dan Clifford E. Berry dari Iowa StateUniversity mengembangkan dan menguji Atanasoff-BerryComputer (ABC) pada tahun 1942 yang merupakan komputerdigital elektonik otomatis pertama.
Ditemukannya transistor bipolar pada tahun 1947 yangmenggantikan penggunaan vacuum tube.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
MicroprocessorPerkembangan Microprocessor
Mikroprosesor menjadi semakin kecil, semakin padat dansemakin handal.
Hukum Moore: Kepadatan (densitas) mikroprosesormeningkat dua kali lipat setiap 18 bulan.
Berarti: Jumlah transistor pada mikroprosesor bertambah duakali lebih banyak setiap 1,5 tahun.
Microprocessor menjadi semakin handal.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Pengaruh Perkembangan MicroprocessorThird Pillar of Science
Kehandalan microprocessor dan komputasi parallel membukapeluang melakukan kalkulasi kompleks yang berkaitan denganilmu pengetahuan dan dengan data dalam jumlah sangatbesar.
Scientific computing yang juga disebut sebagai ”third pillar ofscience”, berada setelah analisa teori dan experimen dalampenemuan ilmiah.
”An important development in sciences is occurring atthe intersection of computer science and the sciencesthat has the potential to have a profound impact onscience. It is a leap from the application of computing . .. to the integration of computer science concepts,tools, and theorems into the very fabric of science.”- Science 2020 Report, March 2006
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Third Pillar Of ScienceKomputasi Ilmiah
Komputasi ilmiah menjadi krusial pada kondisi sebagai berikut6:
1 Masalah sulit diselesaikan hanya dengan teori dan eksperimentradisional. Contohnya memprediksi perubahan iklim.
2 Eksperimen dapat sangat berbahaya. Misalnya jika melibatkanpenggunaan material beracun.
3 Masalah dapat terlalu berat dan membutuhkan waktu yangsangat lama. Seperti menentukan struktur protein.
6http://www.bu.edu/me/research/research-areas/computational-science-and-engineering/
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Komputasi IlmiahSimulasi
Untuk mendapatkan pemahaman terhadap sebuah masalah,komputer memungkinkan sesorang untuk mensimulasikanfenomenanya.
Definisi simulasi menurut kamus Merriam Webster7:
: something that is made to look, feel, or behave likesomething else especially so that it can be studied or used totrain people
Definisi simulasi komputer menurut Science Daily8:
A computer simulation or a computer model is a computerprogram that attempts to simulate an abstract model of aparticular system.
7http://www.merriam-webster.com/dictionary/simulation8http://www.sciencedaily.com/terms/computer simulation.htm
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Simulasi Dan Computational Thinking
Simulasi komputer mensimulasikan model abstrak dari sebuahsistem.
Agar sebuah sistem dapat disimulasikan oleh komputer, makasistem tersebut perlu dimodelkan dalam bentuk (format) yangdapat diproses oleh komputer.
Konsep berpikir dalam proses abstraksi sebuah sistem kedalam bentuk yang dapat diproses oleh komputer membawakita kepada computational thinking.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Computational ThinkingApa dan Mengapa
Computational thinking adalah9:
Computational thinking is the thought processes involved informulating problems and their solutions so that the solutionsare represented in a form that can be effectively carried out byan information-processing agent.[CunySnyderWing10]
Computational thinking menggambarkan aktifitas mentaldalam memformulasikan masalah untuk menerima sebuahsolusi komputasi.
Solusi komputasi dapat dilakukan oleh baik manusia maupunkomputer atau kombinasi keduanya.
9http://www.cs.cmu.edu/link/research-notebook-computational-thinking-what-and-why
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Computational ThinkingTeknik Spesifik Computational Thinking
1 Decomposition: memecah masalah besar yang sulit menjadimasalah-masalah kecil yang mudah ditangani.
2 Pattern recognition: kemampuan untuk memperhatikan pola(persamaan atau perbedaan umum).
3 Abstraction: memotret sifat esensial yang umum dari objekdan mengabaikan detil yang tidak relevan.
4 Algorithm Design: kemampuan untuk membangunlangkah-langkah strategis untuk menyelesaikan masalah.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Computational ThinkingAbstraction Adalah Kuncinya 1
Ilmu komputer adalah automation of abstraction.
Proses paling penting pada computational thinking adalahproses abstraction.
Abstraction (abstraksi) digunakan untuk mendefinisikanpola-pola, menangkap hal-hal umum dan parameterisasi.
Contoh abstraksi:1 Algoritma merupakan abstraksi dari proses yang mengambil
input, mengeksekusi serangkaian langkah dan menghasilkanoutput yang sesuai dengan tujuan yang diharapkan.
2 Sebuah tipe data abstrak mendefinisikan kumpulan abstraknilai-nilai dan operasi untuk memanipulasinya.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Computational ThinkingAbstraction Adalah Kuncinya 2
Menerapkan abstraksi secara berulang memberikankemampuan utuk membangun sistem yang lebih luas lagi.
Sistem komputer dibangun dalam bentuk lapisan abstraksisehingga pengguna cukup fokus pada satu layer pada satuwaktu.
Contoh: saat menulis program dalam bahasa tingkat tinggi,programmer tidak perlu berurusan dengan detil hardware,sistem operasi atau file system.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Computational ThinkingKeuntungan (melakukan) Computational Thinking
Computational thinking is the new literacy of the 21st
Century. It enables you to bend computation to yourneeds.10
10https://www.cs.cmu.edu/ CompThink/papers/TheLinkWing.pdfHaddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Computational ThinkingKeuntungan (melakukan) Computational Thinking Bagi Setiap Orang
Memahami aspek apa dari sebuah masalah yang dapat diolahsecara komputasi.
Mengevaluasi kecocokan antara alat komputasi, teknik yangdigunakan dan masalah yang hendak diselesaikan.
Memahami keterbatasan dan kekuatan alat komputasi danteknik.
Menerapkan atau mengadaptasi alat komputasi atau teknikuntuk kegunaan-kegunaan baru.
Mengenali kesempatan menggunakan komputasi dengan carabaru.
Menerapkan strategi komputasi pada domain apapun.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Computational ThinkingKeuntungan (melakukan) Computational Thinking Bagi Ilmuan, Insinyur dan Profesional
Menerapkan metoda komputasi baru kepada masalah-masalahmereka.
Memformulasikan masalah agar dapat diselesaikan melaluistrategi komputasi.
Menemukan ilmu baru melalui analisa data yang besar.
Memunculkan pertanyaan baru yang belum terpikirkansebelumnya atau belum berani ditanyakan karena ukurannya.
Menerangkan masalah dan solusinya dalam term komputasi.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Bermain Computational ThinkingMari Menggambar Kucing
Terapkan 4 metoda computational thinking ke dalam masalahyang hendak diselesaikan.
1 Decomposition.Pecah masalah ”menggambar kucing” menjadikomponen-komponen kecil yang mudah diselesaikan.
2 Pattern recognition.Perhatikan pola persamaan dan perbedaan dari kucing.
3 Abstraction.Potret sifat esensial yang terdapat pada objek kucing.
4 Algorithm design.Jabarkan langkah-langkah untuk menggambar kucing.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingDecomposition
Komponen menggambar kucing:
1 Membuat gambar.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingPattern Recognition
Temukan perbedaan dan persamaan kucing-kucing berikut:
Kucing Manis
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingPattern Recognition
Temukan perbedaan dan persamaan kucing-kucing berikut:
Kucing Grumpy
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingPattern Recognition
Temukan perbedaan dan persamaan kucing-kucing berikut:
Kucing Sphinx
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingPattern Recognition
Temukan perbedaan dan persamaan kucing-kucing berikut:
Kucing Garong
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingPattern Recognition
Persamaan:
1 Berkaki empat.
2 Memiliki cuping telinga berdiri.
3 Mata bulat dan besar.
4 Hidung kecil.
5 Memiliki cakar.
6 Memiliki kumis.
7 Memiliki ekor.
8 Memiliki belang.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingPattern Recognition
Perbedaan:
1 Kucing grumpy memiliki mata dan raut wajah seperti sedangmarah.
2 Kucing sphinx memiliki tubuh yang tidak berbulu.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingAbstraction
Sifat utama yang mewakili objek kucing:
1 Berkaki empat.
2 Cuping telinga berdiri.
3 Memiliki kumis, hidung kecil dan mata bulat.
4 Memiliki Ekor dan belang.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingAlgorithm Design
Langkah-langkah menggambar kucing:Langkah 1:
Gambar kepala dan telinga.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingAlgorithm Design
Langkah-langkah menggambar kucing:Langkah 2:
Gambar mata hidung dan badan.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingAlgorithm Design
Langkah-langkah menggambar kucing:Langkah 3:
Gambar bola mata, mulut, kaki dan ekor.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Mari Menggambar KucingAlgorithm Design
Langkah-langkah menggambar kucing:Langkah 4 (selesai):
Gambar belang, kumis dan cakar11.
11Sumber gambar:http://bluetadpolestudio.com/images/how to draw cat.jpg
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking
Giliran Anda!
Berpikir Komputasi Dimana Saja!
Kini giliran Anda. Gunakan metoda berpikir komputasi untukmenyelesaikan masalah Anda. Formulasikan masalah dan solusisehingga dapat diproses oleh manusia maupun oleh komputer.
Haddad Sammir, M.Kom Computational Thinking