Algoritma

Algoritma: Pengertian, Sejarah, Jenis, dan Penerapan Lengkap

1. Pengertian Algoritma

Secara umum, algoritma adalah urutan langkah-langkah logis dan sistematis untuk menyelesaikan suatu masalah atau melakukan tugas tertentu. Dalam ilmu komputer, algoritma merupakan tulang punggung dari semua proses komputasi, karena ia mendefinisikan cara suatu masalah diproses secara otomatis.

Definisi Formal:

> "Algoritma adalah prosedur atau rumus langkah-demi-langkah yang ditetapkan untuk menyelesaikan suatu masalah, biasanya digunakan dalam perhitungan dan pemrosesan data."

Algoritma tidak terbatas pada komputer saja—semua aktivitas harian yang dilakukan secara sistematis (misalnya resep memasak atau instruksi manual) juga bisa dianggap sebagai bentuk algoritma.

---

2. Sejarah Algoritma

Kata algoritma berasal dari nama seorang ilmuwan Muslim Persia abad ke-9 bernama Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi, yang menulis buku berjudul "Al-Kitab al-Mukhtasar fi Hisab al-Jabr wal-Muqabala". Dari namanya (al-Khwarizmi), lahirlah istilah algorithm dalam bahasa Latin dan Inggris.

Perkembangan penting lainnya dalam sejarah algoritma:

Abad ke-19: Charles Babbage dan Ada Lovelace mengembangkan konsep mesin analitik dan pemrograman, menjadikan Ada Lovelace sebagai programmer pertama.

1936: Alan Turing memperkenalkan Turing Machine, model matematis dari algoritma yang menjadi dasar bagi komputer modern.

Abad ke-20–21: Algoritma menjadi elemen inti dalam komputasi, data science, AI, dan big data.

---

3. Karakteristik Algoritma yang Baik

Sebuah algoritma yang baik memiliki karakteristik sebagai berikut:

1. Definiteness (Kejelasan): Setiap langkah harus jelas dan tidak ambigu.

2. Finiteness (Berhingga): Algoritma harus selesai dalam jumlah langkah tertentu.

3. Input: Algoritma memiliki nol atau lebih input.

4. Output: Algoritma menghasilkan setidaknya satu output.

5. Effectiveness (Efektivitas): Langkah-langkah dapat dilakukan secara nyata dengan waktu dan sumber daya terbatas.

---

4. Jenis-Jenis Algoritma

Berikut adalah beberapa jenis algoritma berdasarkan cara kerjanya:

1. Algoritma Linier (Sequential Algorithm)

Langkah-langkah dijalankan satu per satu secara berurutan.

2. Algoritma Percabangan (Selection Algorithm)

Menggunakan keputusan (IF-THEN-ELSE) untuk memilih jalur proses.

3. Algoritma Perulangan (Looping/Iterative Algorithm)

Melibatkan pengulangan proses menggunakan perintah seperti for, while, atau do-while.

4. Algoritma Rekursif (Recursive Algorithm)

Memanggil dirinya sendiri untuk menyelesaikan submasalah.

5. Algoritma Divide and Conquer

Memecah masalah menjadi sub-masalah yang lebih kecil, menyelesaikannya secara terpisah, lalu menggabungkannya.

6. Algoritma Greedy

Mengambil keputusan optimal pada setiap langkah lokal dengan harapan mendapatkan solusi global terbaik.

7. Algoritma Dynamic Programming

Menyelesaikan submasalah yang tumpang tindih dengan menyimpan hasil sebelumnya untuk efisiensi.

8. Algoritma Brute Force

Menguji semua kemungkinan solusi hingga menemukan yang benar.

---

5. Contoh Algoritma

Contoh Algoritma Sederhana (Menentukan Bilangan Ganjil/Genap):

Algoritma GanjilGenap

Input: Sebuah bilangan bulat n

Langkah:

1. Baca n

2. Jika n mod 2 = 0 maka

     Tulis "Genap"

   else

     Tulis "Ganjil"

3. Selesai

Contoh Algoritma Pengurutan (Bubble Sort)

def bubble_sort(arr):

    n = len(arr)

    for i in range(n):

        for j in range(0, n-i-1):

            if arr[j] > arr[j+1]:

                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]

---

6. Representasi Algoritma

Algoritma dapat direpresentasikan dalam berbagai bentuk:

1. Deskriptif (Teks Langkah-langkah)

2. Pseudocode (Kode Palsu, mirip bahasa pemrograman)

3. Flowchart (Diagram Alur)

Menampilkan langkah-langkah algoritma dalam bentuk simbol-simbol grafis.

4. Kode Program

Implementasi algoritma dalam bahasa seperti Python, Java, C, dll.

---

7. Kompleksitas Algoritma

Kompleksitas Waktu (Time Complexity):

Mengukur seberapa cepat algoritma bekerja berdasarkan input-nya.

Contoh Notasi:

O(1) – Konstanta

O(n) – Linear

O(n²) – Kuadrat

O(log n) – Logaritmik

Kompleksitas Ruang (Space Complexity):

Mengukur jumlah memori yang digunakan algoritma saat dieksekusi.

---

8. Penerapan Algoritma dalam Kehidupan Nyata

Bidang Penerapan Algoritma

Mesin Pencari Google menggunakan algoritma PageRank

E-Commerce Algoritma rekomendasi produk

Transportasi Algoritma pencarian rute tercepat (misalnya Dijkstra)

Kesehatan Diagnosis otomatis menggunakan machine learning

Keamanan Algoritma enkripsi (AES, RSA)

---

9. Algoritma dalam Kecerdasan Buatan

AI (Artificial Intelligence) sangat bergantung pada algoritma cerdas, misalnya:

Algoritma Pembelajaran Mesin (Machine Learning) seperti Decision Tree, K-Nearest Neighbor, dan Neural Network.

Algoritma Optimasi: digunakan dalam genetika, swarm intelligence, dan reinforcement learning.

---

10. Kesimpulan

Algoritma adalah fondasi dari seluruh proses komputasi dan pengolahan data. Dengan merancang algoritma yang efisien, kita bisa menyelesaikan masalah dengan lebih cepat dan hemat sumber daya. Memahami berbagai jenis dan penerapan algoritma tidak hanya penting bagi programmer, tetapi juga bagi siapa pun yang terlibat dalam pengambilan keputusan berbasis data dan teknologi.