Bahan Kuliah Teori :
Pemrograman Terstruktur
Cover
Sistematika Materi Sistematika Materi
• Konsep pemrograman secara umum : Perkembangan pemrograman komputer Sejarah bahasa pemrograman Jenis bahasa pemrograman Perbandingan bahasa pemrograman
• Ide Pemrograman terstruktur : Defenisi, Tujuan, Kriteria
• Metoda dasar pemrograman terstruktur GOTOLess : Sekuensial, Selection, Looping
• Perbandingan bahasa pemrograman (Berdasarkan kriteria pemrograman terstruktur)
• Metoda desain pemrograman terstruktur Modular, TopDown,…
• OOP, Pemrograman berorientasi objek (Lebih terstuktur dari ide pemrograman terstruktur ?)
• Struktur pemrograman visual
Konsep Pemrograman • Mem-program komputer, secara teknis bertujuan : Memasukkan/ menyusun sejumlah instruksi dan data ke memory, yang selanjutnya akan diambil satu persatu oleh CPU/Processor untuk dilaksanakan Perkembangan (cara) mem-program komputer : 1.
Pemrograman dengan mengatur/menyambung titik jumper di rangkaian komputer
2.
Pemrograman dengan langsung menulis kode biner ke memory, direpresentasikan melalui kode hexa, kode biner disebut juga bahasa mesin komputer
3.
Pemrograman dengan bahasa assembler : Perintah-perintahnya berkaitan langsung dengan struktur internal hardware
4.
Pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi/menengah : Perintah-perintahnya mirip dengan bahasa manusia/english
Ilustrasi Pemrograman Komputer Instruksi A
Programmer
Data D
Instruksi D Instruksi B
Tool
Instruksi C Data A
Sejumlah Instruksi dan data
CPU 0001
……….
0002
………. ……….
0100
00011100
0101
00000101
0102
00111101
0103
00010010 00101101 ………. ………. ……….
Susunan instruksi dan data dalam memory
Hexa 3C 05 3D 12 2D
Assembly Mov A,05 Mov B,12 Add A,B
High/Medium Level
A = 05 + 12
Sejarah bahasa Pemrograman
Generasi dan Jenis Bahasa Pemrograman Generasi bahasa pemrograman: • Generasi I : machine language • Generasi II : assembly language : Asssembler
Jenis bahasa pemrograman berdasarkan bentuk (corak kode) nya : • Pemrograman prosedural : Pascal, C, … • Pemrograman fungsional : Lisp
• Generasi III : high-level programming language: C, PASCAL, dsb.
• Pemrograman deklaratif : Prolog
• Generasi IV : 4 GL (fourth-generation language): Prolog, SQL, Visual tool, dsb
• Pemrograman prosedural sekaligus berorientasi objek : C++
Jenis bahasa pemrograman berdasarkan metodanya : • Pemrograman tidak terstruktur : Basica, Fortran, …
• Pemrograman terstruktur : Pascal, C/C++, …
• Pemrograman berorientasi objek : C++, Java, …
• Pemrograman visual : VB, Delphi, …
• Pemrograman berorientasi objek : Java
Jenis bahasa pemrograman berdasarkan tujuan (hasil) : • Pemrograman stand-alone • Pemrograman client/server • Pemrograman web : HTML, Script • Pemrograman jaringan Jenis bahasa pemrograman berdasarkan cara penterjemahan : • Interpreter : Basica, Foxpro, Matlab,… • Compiler : Turbo Basic, Pascal, C/C++, …
Perbandingan Bahasa Pemrograman (Umum) Berdasarkan tujuan tertentu : Jenis Program
Bahasa Terbaik
Bahasa Terburuk
Data terstruktur
ADA, C /C++, PASCAL
Assembler, BASIC
Proyek cepat
BASIC
PASCAL, ADA, Assembler
Eksekusi cepat
Assembler, C
BASIC, Intrepreter Language
Kalkulasi matematika
FORTRAN
Menggunakan memori dinamis
PASCAL, C
BASIC
BASIC, Assembler, C
FORTRAN
Program real-time
ADA, Assembler, C
BASIC, FORTRAN
Manipulasi string
BASIC, PASCAL
C
Program mudah dikelola
PASCAL, ADA
C, FORTRAN
Lingkungan bermemori terbatas
PASCAL
(Mc. Connell)
Berdasarkan jumlah instruksi dibandingkan dengan assembler Rasio
Bahasa Assembler
1: 1
ADA
1 : 4.5
Quick / Turbo / Basic
1:5
C
1 : 2.5
FORTRAN PASCAL
Berdasarkan kriteria pemrograman terstruktur : Kriteria
Bahasa Pemrograman Basic
Pascal
C
Foxpro
1:3 1 : 3.5 (Mc. Connell)
Tabel ini akan dilengkapi selama perkuliahan berlangsung
Proses Pembuatan Aplikasi
Contoh Proses Pembuatan Aplikasi (1) : Permasalahan 1 : Si Upik selalu membeli buah apel untuk dibagikan ke beberapa orang anak yatim Ia kesulitan untuk membagi secara adil berapa buah apel setiap anak mendapatkan jika ia beli N buah. Karena sering ia lakukan, ia membutuhkan aplikasi untuk menghitung kebutuhan tersebut.
Proses pemecahan : Permasalahan di atas dapat disederhanakan dengan menggambarkan bagaimana dialog di layar komputer yang diharapkan terjadi terhadap aplikasi yang dibutuhkan tersebut : Contoh dialog yang diharapkan :
Aplikasi pembagian buah apel Ketik jumlah buah apel yang dibeli : … {ENTER} Ketik jumlah anak yang akan diberi : … {ENTER} Solusi : Setiap anak mendapatkan : … buah apel
Dari gambaran tersebut dapat ditentukan bahwa program membutuhkan 2 input dan 1 output. Misal kedua input yang dibutuhkan disebut A dan N dan output disebut C. Maka secara matematis hubungan input dan output dapat dimodelkan dengan : C=A/N Contoh data : Jika A = 25 dan N = 5, maka secara manual dapat dihitung : C = 25 / 5 C=5 Urutan perhitungan tersebut (algoritma) jika dilakukan komputer adalah : -Memasukkan nilai ke A -Memasukkan nilai ke N -Menghitung C = A / N -Mencetak hasil C
Contoh Proses Pembuatan Aplikasi (2) : Permasalahan 2 : Si Buyung kelas 2 SMU. Oleh guru matematik-nya ia sering diminta menghitung soal-soal persamaan kuadrat yang jumlahnya lumayan banyak. Si Buyung memang jago matematik, tapi dia juga sedang mendalami pemrograman komputer. Dia tahu kalau masalah di atas dapat diatasi dengan membuatkan aplikasinya.
Proses pemecahan : Permasalahan di atas juga dapat disederhanakan dengan menggambarkan bagaimana dialog di layar komputer yang diharapkan terhadap aplikasi tersebut : Contoh dialog yang diharapkan :
Aplikasi menghitung persamaan kuadrat Masukkan nilai koefisien A : … {ENTER} Masukkan nilai koefisien B : … {ENTER} Masukkan nilai koefisien C : … {ENTER} Penyelesaian : Solusi merupakan 2 akar real yang berbeda Solusi 1 (X1) = … Solusi 2 (X2) = …
Dari dialog tersebut diketahui bahwa program membutuhkan 3 input dan 2 output. Misal kedua input yang dibutuhkan disebut A, B dan C dan output disebut X1 dan X2. Maka secara matematis, dengan menggunakan rumus abc yang telah baku, proses mendapat X1 dan X2 dapat dihitung seperti berikut : X1 = (-b+√D)/2A X2 = (-b-√D)/2A Dimana D = b2 – 4AC Sebelum menghitung X1 dan X2 perlu diselidiki apakah nilai A=0 atau tidak, sebab pada persamaan kuadrat nilai A tidak boleh 0 Juga harus dihitung terlebih dahulu nilai D, dan diselidiki : Jika D>0; Penyelesaian (X1 dan X2) merupakan nilai real dan berbeda Jika D = 0; penyelesaian (X1 dan X2) merupakan nilai real dan sama (X1=X2) Jika D<0; penyelesaian (X1 dan X2) merupakan nilai imajiner
Lanjutan
Proses pemecahan tersebut urutannya (algoritma) adalah : AWAL : - Memasukkan nilai ke A - Memasukkan nilai ke B - Memasukkan nilai ke C - Selidiki apakah A=0, jika YA melompat ke AKHIR - Menghitung nilai D = b2 – 4AC - Menyelidiki nilai D, - Jika D>0 melompat ke REAL_BEDA - Jika D=0 melompat ke REAL_SAMA - JIKA D<0 melompat ke IMAJINER REAL_BEDA : - X1 = (-b+√D)/2A - X2 = (-b-√D)/2A - Mencetak hasilnya - Melompat ke AKHIR REAL_SAMA : - X1 = -b / 2A - X2 = X1 - Mencetak hasilnya - Melompat ke AKHIR IMAJINER : - D = absolute(D) - X1 = -b/2A + √D/2A i - X2 = -b/2A - √D/2A I - Mencetak hasilnya AKHIR : - Menanyakan apakah ingin menghitung lagi, jika YA melompat ke AWAL
Pembuatan Kode Program : Setelah kita dapatkan algoritma dari permasalahan, maka langkah selanjutnya adalah membuat kode programnya
Kode program permasalahan 1 Kode program dari permasalahan 1 di atas bersifat sekuensial murni. Artinya tidak membutuhkan perintah untuk melompat dari satu bagian program ke bagian program lain. Kode program seperti ini sangat mudah untuk membuatnya menggunakan bahasa pemrograman apa pun
Kode Program permasalahan 2 Kode program dari permasalahan 2 tidak lagi bersifat sekuensial murni, karena membutuhkan perintah untuk melompat ke bagian program tertentu. Untuk melompat ke bagian program tertentu dapat menggunakan perintah GOTO atau dapat juga dengan menggunakan metoda PEMROGRAMAN TERSTRUKTUR
Simbol-simbol untuk menggambarkan Flow Chart
Digunakan untuk menunjukkan awal dan akhir program Digunakan untuk memberikan nilai awal (inisial) pada suatu variabel atau counter
Digunakan untuk proses, pengolahan arithmatik, dan pemindahan data
Digunakan untuk mewakili operasi perbandingan logika yang dibutuhkan pada Selection dan Looping Digunakan untuk menyatakan operasi memasukkan data/input dan menampilkan data/output
Digunakan untuk proses yang detailnya dijelaskan terpisah, misalkan untuk menyatakan prosedur, atau sub program
Digunakan untuk hubungan arus proses yang terputus masih di halaman yang sama
Digunakan untuk hubungan arus proses yang terputus di halaman yang berbeda
Digunakan untuk menghubungan antar simbol/elemen yang lain dan sekaligus menyatakan arah aliran
Contoh Flow Chart :
Permasalahan 2 :
Start
Masukkan nilai koefisien A ke var A Masukkan nilai koefisien B ke var B Masukkan nilai koefisien C ke var C
Permasalahan 1 : Start
A=0 Masukkan data jumlah apel ke var A Masukkan data jumlah anak ke var N
D = b2 – 4AC
C=A/N
D>0 Hitung penyelesaian real Dengan akar berbeda
Tampilkan : Setiap anak mendapat C apel
D=0 Hitung penyelesaian real Dengan akar sama
end
Hitung penyelesaian Bilangan imajiner
Menanyakan apakah ingin menghitung lagi ? LG LG=Ya
end
Ide Pemrograman terstruktur Pemrograman yaitu aktivitas membuat program, yaitu menyusun sejumlah perintah yang dikenal komputer Terstruktur dapat berarti terpola, bentuk yang mengikuti aturan tertentu, juga berarti sesuatu yang sistematis Pemrograman Terstruktur berarti : ……………………………………………………… ……………………………………………………… Orang pertama yang mencetuskan ide pemrograman terstruktur adalah Profesor Edsger W. Dijkstra dari University of Eindhoven, Nederland. Ide utamanya adalah bahwa statemen GOTO sebaiknya tidak digunakan di dalam pemrograman terstruktur, sebab bisa membuat program menjadi ruwet. Ide ini ditanggapi oleh HD Milis, yang beranggapan bahwa pemrograman terstruktur semestinya tidak hanya dihubungkan dengan tanpa penggunaan GOTO, tetapi yang lebih utama adalah struktur program itulah yang menentukan apakah suatu pemrograman terstruktur atau tidak
Ide pemrograman terstruktur muncul karena jumlah baris program semakin lama semakin besar, tentu saja hal ini terjadi karena diinginkan aplikasi yang lengkap dan lebih berkualitas Dengan ide pemrograman terstruktur diharapkan dapat membantu manajemen source code (kode program) sehingga program mudah untuk dikelola bagi kepentingan selanjutnya Tujuan utama pemrograman terstruktur adalah : agar program-program besar menjadi lebih mudah ditelusuri alur logikanya, mudah untuk dimodifikasi (dikembangkan) dan mudah pula untuk ditemukan bagian yang salah ketika program sedang diuji. Kriteria pemrograman terstruktur : - Struktur programnya; jelas dan tegas - Fasilitas penulisan kode program; jelas dan tegas - Statemen untuk kebutuhan Selection dan Looping;
lengkap - Fasilitas menyatakan berbagai type data (struktur data); lengkap dan tegas - Fasilitas pemberian komentar; lengkap - Fasilitas instruksi yang tersedia (operasi arithmatik/matematik, string, …); lengkap - Fasilitas modular (baik internal maupun eksternal);
lengkap - Fasilitas debugging, mudah dan jelas
Filosofis Terstruktur
a
b
c
d
- Mana yang susunannya terstruktur (teratur, …) - Mana yang lebih mudah anda hafalkan - Jika akan ditambah satu batang lagi, dimana harus diletakkan agar posisinya dapat dinilai benar - Jika susunannya dirombak, mana yang lebih mudah untuk disusun kembali
Metoda dasar pemrograman terstruktur Ide awal penerapan pemrograman terstruktur yaitu dengan menghindari penggunaan GOTO untuk melompat ke bagian program tertentu Kegunaan GOTO untuk melompat ke baris program tertentu, secara umum dapat dibagi ke dalam 2 kelompok : 1. Melompat ke bagian bawah program dari posisi program saat ini 2. Melompat ke bagian atas program dari posisi program saat ini Dengan pemrograman terstruktur; Jika ada kebutuhan melompat ke bagian bawah, dapat digantikan dengan perintah Selection (If, Case, Select, Switch,…) Jika ada kebutuhan melompat ke bagian atas, dapat digantikan dengan perintah Looping (for, While, repeat-until,…) Prinsip utamanya adalah, program tidak boleh melompat ke atas, kecuali untuk keperluan pengulangan
Untuk itu dalam pemrograman terstruktur hanya dikenal 3 struktur : 1. Sekuensial, yaitu program yang tidak memiliki lompatan. Baris program dijalankan secara normal (lurus) satu persatu dari atas ke bawah 2. Selection, yaitu program yang memiliki pilihan apakah harus menjalankan baris program sesuai dengan urutannya atau melompati sejumlah baris program tersebut 3. Looping, yaitu program yang juga mengandung pilihan apakah akan mengulangi program yang sudah pernah dijalankan sebelumnya atau tidak
Beberapa bentuk logika terstruktur dengan flow chart 1. Struktur urut sederhana (Simple sequence)
3. Struktur 2 pilihan dengan IF-THEN-ELSE
2. Struktur 1 pilihan dengan IF-THEN
Lanjutan :
4a. Struktur banyak pilihan dengan IF-THEN-ELSEIF
4b. Struktur banyak pilihan dengan CASE
Lanjutan :
5. Struktur perulangan FOR
6. Struktur perulangan WHILE
For
7. Struktur perulangan UNTIL
Statemen kontrol terstruktur : menyembunyikan goto IF-THEN
Proses 1 true
Proses1 If {kondisi=false } then goto lompat Proses1a Lompat: Proses2
Kondisi false
Proses 1a
Proses 2
Proses1 If {kondisi } then Proses1a End if Proses2
Analisa : Jika kondisi=true, urutan pelaksanaan :
Jika kondisi=false, urutan pelaksanaan :
Proses1 Proses1a Proses2
Proses1 Proses2
Lanjutan menyembunykan goto
IF-THEN-ELSE
Proses 1 true
Kondisi false
Proses 1b Proses 1a Proses 2
Analisa :
Proses1 If {kondisi=true } then goto lompat1 else goto lompat2 Lompat1: Proses1b goto lompat3 Lompat2: Proses1a Lompat3: Proses2 Proses1 If {kondisi=true } then Proses1b else proses1a end if Proses2
Jika kondisi=true, urutan pelaksanaan :
Jika kondisi=false, urutan pelaksanaan :
Proses1 Proses1b Proses2
Proses1 Proses1a Proses2
Lanjutan menyembunykan goto
IF-THEN-ELSE-IF Proses 1 true
Kondisi1 false
Proses 2a
Kondisi2 Proses 2b Kondisi3 Proses 2c Proses 2d Proses 3
Proses1 If {kondisi1=true } then goto lompat1 If {kondisi2=true } then goto lompat2 If {kondisi3=true } then goto lompat3 Goto lompat4 Lompat1: Proses2a goto habis Lompat2: Proses2b goto habis Lompat3: Proses2c goto habis Lompat4: proses2d Habis: proses3
Proses1 If {kondisi1=true } then Proses2a else if {kondisi2=true } then Proses2b else if {kondisi3=true } then Proses2c else Proses2d end if Proses3
Proses1 Case of var Kondisi1: Proses2a Kondisi2: Proses2b Kondisi3: Proses2c else Proses2d end case Proses3
Lanjutan menyembunykan goto
Looping : FOR
FOR I=1 to 5
Proses1
For I=1 to 5 Proses 1 Proses 2 Next I Proses 3
Proses2
Proses3
I=1 Ulang : Proses1 Proses2 I=I+1 If I<=5 then goto Ulang Proses3
Lanjutan menyembunykan goto
Looping : WHILE
While {kondisi}
While {kondisi=true} Proses 1 Proses 2 Wend Proses 3
Proses1 Proses2
Proses3
Ulang : If {kondisi=true} then Proses1 Proses2 goto Ulang Proses3
Lanjutan menyembunykan goto
Looping : UNTIL
Proses1
do Proses 1 Proses 2 Loop Until {kondisi=true} Proses 3
Proses1 Until {kondisi}
Proses3
Ulang : Proses1 Proses2 If {kondisi=true} then goto Ulang Proses3
Contoh flow chart dengan kontrol lengkap : start C=2 C=C=1
C>12
end
Contoh flow chart dengan beberapa lompatan tidak terstruktur : start
Lompatan tidak terstruktur : a. Melompat ke bagian yang belum tentu dilewati b. Melompat keluar dari daerah induknya
end
Struktur Data dan Pemrograman terstruktur • Bahasa pemrograman dengan kemampuan meng-ekspresi-kan semua kebutuhan struktur data akan lebih mendukung pencapaian tujuan dari pemrograman terstruktur
- Type data pada Basic :
• Bahasa pemrograman yang tidak memiliki fasilitas untuk mengungkapkan struktur data tertentu cendrung mengarahkan kode program ke bentuk yang kurang teratur
- Type data pada Pascal :
• Kemampuan struktur data suatu bahasa pemrograman ditentukan oleh kemampuan fasilitas type data yang dimilikinya • Type data secara umum terdiri dari : - Type data dasar standar : Integer, real, string, charakter, dan logic - Type data dasar tidak standar : sub range, enumerate - Type data majemuk : set, array, record, file - Type data dinamis : pointer
………………………………………………. ……………………………………………….
………………………………………………. ………………………………………………. - Type data pada C : ………………………………………………. ……………………………………………….
- Type data pada Foxpro : ………………………………………………. ……………………………………………….
Tabel Perbandingan Bahasa Pemrograman (Berdasarkan kriteria pemrograman terstruktur) terstruktur) Kriteria
Sub kriteria Kelengkapan deklarasi elemen program
Struktur programnya; jelas dan tegas
Ketegasan susunan deklarasi
Fasilitas penulisan kode program; jelas dan
Kelengkapan simbol untuk penulisan kode
tegas
Ketegasan penggunaan simbol (case sensitif – non case sensitif) IF-THEN IF-THEN-ELSE
Statemen untuk kebutuhan Selection dan Looping; lengkap
IF-THEN-ELSEIF CASE FOR WHILE UNTIL Type dasar (integer, real,char, string, boolean)
Fasilitas menyatakan berbagai type data
Set, enumerate, array, record, file Pointer Komentar 1 baris
Fasilitas pemberian komentar; lengkap
Komentar banyak baris Komentar di tengah baris
Fasilitas instruksi/operasi yang tersedia
Operator aritmatik (+,-,*,/,^), operator relasi (<, <=, >, >=, <>),operator logika (AND, OR, NOT),assignment (=) Fungsi-fungsi built-in (string, matematik, grafis, …)
Fasilitas modular (baik internal maupun eksternal); lengkap
Modular internal (procedure, function) Modular external (file kode terpisah) Kemudahan memahami pesan kesalahan
Fasilitas debugging, mudah dan jelas
Kelengkapan pesan (Syntex error, Compile error, Run-time error)
TOTAL 4=Baik sekali
3=Baik
2=Cukup
1=Kurang
Bahasa Pemrograman Basic
Pascal
C
Foxpro
Metoda Desain Pemrograman Terstruktur Untuk membantu dan menjamin dihasilkannya program yang terstruktur, dapat digunakan beberapa metoda/alat berikut :
Metode Perancangan Top-down Metada Perancangan Modular Implementasi internal : Procedure/Subprogram, Function Implementasi eksternal : file Unit/Header/Modul
Diagram Nassi-Schneiderman Tabel Decision
Metode Perancangan Top-down Masalah Besar
Sub Masalah A
Sub Masalah A1
Sub Masalah B
Sub Masalah C
Sub Masalah A2
Masalah utama
B C A1
A A2 Strategi umum dalam penyelesaian masalah besar; kompleks; rumit
Contoh Top-down :
Sistem Informasi Akademis
Mahasiswa
Perkuliahan
Dosen
Entry data
Entry data
Entry data
Hapus data
Hapus data
Hapus data
Laporan data
Laporan data
Laporan data
Metode Modular : Implementasi Top-down Bagian Utama …….. Call A ……..
A ……. Call A1 ……. Call A2 ……..
B Call B ……..
……. …….
A1
……. ……. A2
……. …….
C
Call C ……..
……. …….
Dapat diterapkan secara : - Internal : sub program, procedure, function
- Eksternal : file unit, header, modul
Diagram Chart Nassi-Schneiderman Statemen1
While kondisi
Statemen2
proses2
Stateme3
proses2 Until kondisi
ya
if
Contoh : Mulai
tdk
Masukkan Nilai koefisien A
proses1
Masukkan Nilai koefisien B Masukkan Nilai Koefisien C D = B*B-4*A*C
ya proses1
if
tdk
ya
D<0
proses2 Imajiner
ya
tdk D=0
Real sama
tdk Real berbeda
Tabel Decision Rules 1
2
3
Langkah Pembuatan : - Menentukan kondisi yang akan diseleksi
4
- Menentukan jumlah kejadian yang mungkin terjadi untuk di-isi pada bagian kondisi
Kondisi
- Menentukan tindakan yang akan dilakukan untuk di-isi pada bagian aksi
Aksi Contoh :
Latihan :
Jika nilai rata-rata >=85 dan jumlah kehadiran mencapai >=90% maka siswa tersebut akan mendapat bonus, jika nilai rata-rata<85 walaupun jumlah kehadiran mencapai >=90% maka siswa tersebut tidak mendapat bonus
Jika unit yang dipesan untuk barang tertentu sama dengan atau melebihi jumlah minimum dan pemesannya adalah agen, maka akan mendapat potongan. Sebaliknya jika kurang dari jumlah minimum, walaupun pemesannya adalah agen, maka tidak mendapat potongan. Jika persediaan di gudang mencukupi maka unit pesanan dikirim sepenuhnya. Jika persediaan di gudang tidak mencukupi jumlah pesanan, maka unit yang ada akan dikirim sedangkan kekurangannya akan dibuatkan catatan (back order)
Rules 1
2
3
4
Apakah nilai rata2>=85
Y
Y
N
N
Apakah jumlah kehadiran>=90%
Y
N
Y
N
Mendapat bonus
x x
x
x
Tidak mendapat bonus
start
Konversi flow chart ini ke bahasa pemrograman : a. Basic atau foxpro b. Pascal atau C
C=2, M=3 C=C*M C=C+1 FF
T C>12 C=C-M F C>M T F
For I=M to C
T I>M
(I*C)>M F
C<=M M=C+5
M=M+1
C=C+M
T Next I
C=M+1
M=C+1
P=C+M
Cetak C Cetak M
end M=P+2
C = 37 M = 25
