Contents

Modul 1: Cara Kerja Pemrograman Komputer

Di modul ini mahasiswa akan belajar tentang:

  • Apa itu pemrograman?

  • Bagaimana cara kerja komputer?

  • Apa itu compilation dan interpretation?

  • Apa itu bahasa pemrograman?

  • Mengapa Python?

  • Bagaimana cara menginstall python?

alt text

Apa itu pemrograman?

Pemrograman adalah proses membangun sebuah program komputer yang dapat dieksekusi oleh komputer untuk tugas tertentu. Pemrograman adalah proses yang melibatkan kreatifitas dan logika dalam menyusun rangkaian perintah agar komputer dapat berhasil melakukan apa yang dimaksud oleh pembuat program atau biasa disebut dengan programmer. Programmer seperti chef yang berusaha menyusun resep untuk menghasilkan makanan yang spektakuler.

Apa itu program komputer?

Komputer secara fisik hanyalah kumpulan perangkat yang terdiri dari processor, RAM, motherboard, hardisk, monitor dan sebagainya. Sekumpulan perangkat tersebut tidaklah terlalu berguna tanpa adanya program (software) di dalamnya. Komputer tanpa program seperti seperti piano tanpa pemainnya.

CPU pada komputer sebenarnya hanya mampu melakukan operasi yang sangat sederhana seperti penambahan dan pengurangan angka biner, namun ia bisa melakukannya dengan sangat amat cepat dan tanpa lelah. Anda akan mempelajari lebih detil tentang operasi dasar ini di mata kuliah Sistem Digital dan Organisasi dan Arsitektur Komputer. Program komputer berisi kumpulan instruksi untuk memanfaatkan sumber daya yang ada pada komputer seperti keyboard, monitor, kamera, printer, hardisk, CPU, GPU, dan lain sebagainya untuk melaksanakan tugas tertentu.

Dengan keistimewaan kecepatan operasi komputer dan melalui berbagai program komputer yang semakin hari semakin canggih, sebuah komputer dapat melakukan hal-hal yang sangat kompleks, seperti menyelesaikan persamaan matematika yang rumit, menjalankan game, melakukan pengenalan wajah, mentranslate paragraf dari suatu bahasa ke bahasa lainnya, menjalankan self-driving car, dan masih banyak lagi.

Di mata kuliah ini kita akan belajar mulai dari membuat program yang sederhana, seperti menggambar bintang berikut ini:

alt text

alt text

Namun perlahan kita akan belajar membuat program yang lebih kompleks, yang bisa membaca file, memainkan game, atau membuat website.

Pada saat ini komputer digunakan hampir di semua bidang. Ketika kita bicara komputer, maka ia tidak selalu berbentuk PC atau pun laptop, tapi termasuk juga smartphone, smartwatch, dan berbagai perangkat lainnya yang bisa ditanamkan program. Komputer sudah saling terhubung, begitu juga berbagai perangkat lainnya. Oleh karena itu, jika anda bisa membuat program komputer, maka anda seperti mempunyai kekuatan super yang bisa memerintah perangkat-perangkat tersebut.

Ingat bahwa program komputer adalah kumpulan instruksi-instruksi untuk perangkat komputer. Untuk membangun sebuah program, maka kita perlu menulis urutan instruksi yang tepat menggunakan salah satu bahasa pemrograman (programming language) sehingga program yang dihasilkan berjalan sesuai yang diinginkan.

Apa itu bahasa pemrograman (programming language)?

Seperti halnya sebuah bahasa, misalnya bahasa Inggris, maka terdapat kosakata/dictionary yang valid yang merupakan bagian dari bahasa Inggris, seperti “read, write, eat”. Selain itu terdapat pula aturan/grammar agar kalimat atau paragraf yang dihasilkan dianggap valid. Agar kita bisa berkomunikasi dengan orang yang menggunakan bahasa Inggris, maka kita perlu mempelajari bahasa tersebut. Begitu pula dengan bahasa pemrograman, ia adalah media berkomunikasi dengan komputer yang terdiri dari lexis (kosakata) serta syntax (aturan) penyusunan kata-kata tersebut untuk menjadi sebuah instruction (kalimat) yang valid.

Komputer tidak bisa memahami bahasa manusia yang sangat kompleks dan ambigu, sehingga jika kita ingin berkomunikasi dengan komputer, memberi instruksi kepada komputer, maka haruslah dengan bahasa yang dimengerti oleh komputer. Namun sayangnya, bahasa yang dimengerti oleh komputer hanyalah bahasa tingkat rendah yaitu bahasa mesin yang hanya terdiri dari binary code. Sebagai contoh berikut ini adalah bahasa mesin untuk “Hello World”: 01001000 01100101 01101100 01101100 01101111 00100000 01010111 01101111 01110010 01101100 01100100.

Bisa dibayangkan betapa sulitnya untuk membuat program berisi instruksi-instruksi yang panjang menggunakan bahasa biner tersebut. Untuk itulah orang menciptakan berbagai bahasa pemrograman tingkat tinggi yang berfungsi sebagai perantara antara bahasa manusia dengan bahasa mesin. Bahasa pemrograman tingkat tinggi inilah yang biasa dimaksud ketika orang menyebut istilah bahasa pemrograman. Bahasa pemrograman tingkat tinggi seperti Python, C, Java, dan sebagainya sudah jauh lebih mendekati bahasa manusia. Instruksi yang ditulis dengan bahasa pemrograman ini disebut juga source code. Nantinya, source code (atau “code” saja) tersebut harus ditranslate menjadi machine code agar bisa dieksekusi oleh komputer.

Berikut ini sedikit informasi tentang beberapa bahasa pemrograman yang dianggap paling populer saat ini:

Beberapa bahasa pemrograman populer saat ini

alt text

(Source: https://dzone.com/articles/top-10-programming-languages-in-2017)

Compilation vs Interpretation

Ada dua cara untuk mentranslate program yang dibuat dalam bahasa tingkat tinggi ke bahasa mesin, yaitu compilation dan interpretation.

Compilation - semua source code (misalnya .cpp) akan ditranslate secara sekaligus menjadi machine code oleh sebuah program yang disebut compiler. Sebagai analogi, anda memiliki sebuah resep masakan dalam bahasa Aceh, dan anda tidak memahami bahasa Aceh. Maka salah satu cara yang bisa dilakukan agar anda bisa mengikuti resep tersebut adalah mendapatkan versi resep yang sudah ditranslate ke dalam bahasa Indonesia. Lalu anda tinggal mengikuti instruksi di resep seperti biasa. Kode yang sudah di-compile tersebut (misalnya .exe) bisa didistribusikan ke banyak mesin dan tinggal dieksekusi saja tanpa membutuhkan program lainnya. Contoh compiled programming language adalah: C, C++, Erlang, Haskell, Rust, and Go.

Interpretation - source code di translate dan dieksekusi baris per baris, sehingga tidak menghasilkan file baru yang berisi bahasa mesin. Meneruskan analogi sebelumnya, cara kedua untuk mentranslate adalah ketika anda siap untuk memasak, anda mencari seorang yang bisa memahami bahasa Aceh, lalu duduk di sebelah anda dan mentranslate instruksi di resep baris per baris. Karena tidak ada file dalam machine code, maka yang didistribusikan ke pengguna lain adalah source code-nya, namun setiap ingin menjalankan source code tersebut pengguna juga membutuhkan program interpreter yang sesuai. Contoh interpreted programming language adalah: PHP, Ruby, Python, and JavaScript.

Berikut resume advantages dan disadvantages dari compilation vs interpretation:

 

Advantages

Disadvantages

Compilation

eksekusi kode yang ditranslate biasanya lebih cepat

proses kompilasi itu sendiri bisa memakan waktu lama, sehingga tidak bisa langsung dijalankan

hanya programmer saja yang perlu program compiler, sementara pengguna akhir tidak perlu

ketergantungan terhadap hardware, perlu memiliki compiler sejumlah jenis hardware tempat program akan dijalankan

Interpretation

source code dapat langsung dieksekusi begitu selesai ditulis

biasanya waktu eksekusi lebih lambat dibandingkan dengan compiled program

kode yang didistribusikan dalam bentuk source code, artinya tidak tergantung dengan jenis mesin di mana ia akan dijalankan

baik programmer maupun user harus memiliki program interpreter untuk bisa menjalankan program

Note

Perlu diketahui bahwa beberapa bahasa pemrograman bisa tergolong ke dalam keduanya, yaitu compiled dan juga interpreted.

Apa itu Python?

“Python is an interpreted, object-oriented, high-level programming language with dynamic semantics. Its high-level built in data structures, combined with dynamic typing and dynamic binding, make it very attractive for Rapid Application Development, as well as for use as a scripting or glue language to connect existing components together.”- python.org

Ada beberapa terminologi baru dari definisi di atas, yaitu object-oriented dan dynamic semantics, namun saat ini belum waktunya kita perlu membahas lebih detil tentang hal tersebut. Jika anda tertarik, anda bisa searching arti dari dua istilah tersebut. Sebagai tambahan, python biasa digunakan untuk general-purpose programming, termasuk pada bidang web development, desktop application, data science, dan machine learning.

Siapa yang membuat Python?

Biasanya sebuah bahasa pemrograman baru dibuat oleh sebuah perusahaan besar yang terdiri dari banyak programmer, sehingga sulit untuk menyematkan satu nama sebagai pembuatnya. Namun lain halnya dengan Python, ia dibuat oleh satu orang yaitu Guido van Rossum, yang lahir di Haarlem, Belanda, pada tahun 1956. Namun setelah dibuat, tentu saja Python dimaintain dan dikembangkan lebih lanjut oleh komunitas. Nama Python bukanlah berasal dari nama ular, melainkan diambil dari sebuah serial komedi di BBC berjudul Monty Python’s Flying Circus.

Mengapa menggunakan Python?

Ada banyak alasan orang menggunakan Python, sehingga tidak heran Python menjadi salah satu bahasa yang paling populer saat ini.

Top 10 bahasa pemrograman paling populer menurut Github

Top 10 bahasa pemrograman menurut IEEE

alt text

alt text

(source: https://octoverse.github.com/)

(source: https://spectrum.ieee.org/at-work/tech-careers/top-programming-language-2020)

Namun, bagi orang yang baru belajar pemrograman, maka satu alasan penting menggunakan Python adalah karena ia mudah dipelajari. Berikut salah satu ilustrasi dalam memilih bahasa pemrograman untuk dipelajari.

 

alt text

(source: http://carlcheo.com/startcoding)

Meskipun mudah dipelajari, bukan berarti Python hanya bisa digunakan untuk membuat program sederhana saja. Banyak aplikasi terkenal dibangun menggunakan Python, sebagai contoh:

 

alt text

(source: https://appinventiv.com)

Bagaimana cara kerja Python?

Secara umum ada dua cara untuk menulis dan mengeksekusi source kode python:

  1. Python prompt - ini adalah media dengan mode interaktif seperti command prompt di Windows atau Terminal di macOS atau Linux. Kita bisa menulis satu baris kode lalu tekan Enter untuk mengeksekusi dan melihat output dari kode yang ditulis. Lalu melanjutkan dengan baris kode lainnya. Biasanya digunakan untuk mencoba-coba suatu kode singkat.

  2. Editor - kode python juga bisa ditulis menggunakan text editor, seperti notepad, gedit, sublime, atom, dan text edit lainnya. Kode yang ditulis bisa terdiri dari banyak baris tentunya, dan disimpan dalam file dengan ekstensi .py (Python extension). Lalu kemudian file .py tersebut dieksekusi. Biasanya digunakan untuk menulis kode program lengkap yang filenya bisa didistribusikan ke pengguna lain.

Untuk setiap source code Python baik dari python prompt maupun dari .py file, kode tersebut akan di-compile terlebih dahulu dengan proses berikut:

  • analisis lexical - pengecekan apakah semua token (symbol, kata) yang digunakan valid, jika ada yang tidak valid pesan error akan dimunculkan.

  • analisis syntax & analisis semantic - menerima hasil token dari lexical analyzer, lalu memeriksa apakah urutan token tersebut sudah sesuai aturan yang ditentukan oleh bahasa Python, jika ada yang tidak sesuai maka pesan error akan dimunculkan.

Jika tidak ada masalah dalam proses kompilasi, maka akan terbentuk byte code. Byte code inilah yang berikutnya akan dibaca oleh Python Virtual Machine (PVM) untuk dieksekusi baris per baris. PVM adalah sebuah program emulator CPU yang ditulis dalam bahasa C (sehingga akan dicompile menjadi machine code), yang dapat membaca byte code lalu mengeksekusinya.

 

alt text

Bagaimana menginstall Python?

Python yang kita gunakan pada perkuliahan ini adalah Python 3. Jika anda memiliki Python 2, maka sebaiknya menginstall Python 3 karena beberapa syntax di Python 3 berbeda dari Python 2.

Windows

Langkah 1: Download installer Python 3
Buka website python.org. Pada menu Download, pilih Windows. Lalu klik link Latest Python 3 Release - Python 3.x.x yang biasanya muncul paling atas (saat instruksi ini ditulis, versi terbaru adalah 3.8.5). Lalu scroll ke bawah untuk mencari table Files, lalu klik Windows x86-64 executable installer (jika Windows anda 64-bit, umumnya saat ini 64-bit) atau Windows x86 executable installer (jika 32-bit).

Langkah 2: Jalankan installer
Doble click file .exe yang telah didownload, maka akan muncul window seperti berikut ini:

 

alt text

Important

Pastikan bahwa anda menceklis Add Python 3.x to PATH

Lalu klik Install Now.

Linux

Biasanya Python sudah terinstall saat anda menginstall Linux. Jika anda menggunakan Ubuntu misalnya, anda bisa mencoba kode berikut di terminal untuk melihat versi Python yang terinstall:

python --version
python2 --version
python3 --version

MacOS

Biasanya Python juga sudah terinstall di macOS, anda bisa membuka terminal dan mencoba mencari tau versinya seperti di Linux. Jika belum terinstall atau versi yang terinstall bukan versi 3.x.x, maka anda bisa menginstall Python 3 dengan mengikuti langkah yang diberikan yang mirip seperti di Windows, namun di table File, klik link dengan nama macOS 64-bit installer.

Memulai Python

Interactive Mode

Seperti yang dijelaskan sebelumnya, di Python kita bisa menggunakan mode interaktif untuk mencoba kode singkat, dimana setiap baris kode yang diinputkan langsung dieksekusi dan bisa dilihat hasilnya.

Cara 1: Command Prompt

  • Buka Command Prompt di Windows atau Terminal di MacOS atau Linus

  • Ketik python lalu Enter, maka akan muncul Python Prompt/Console dengan ciri khas diawali symbol >>> seperti gambar di bawah ini.

  • Coba anda ketikkan print('Wilujeng Sumping') lalu Enter. Kode tersebut merupakan instruksi untuk menampilkan tulisan Wilujeng Sumping ke Python Prompt. Baris yang dimulai tanpa tanda >>> tersebut merupakan hasil eksekusi, bukan kode Python. Kira-kira hasilnya seperti di bawah ini:

  • Untuk keluar dari Python Prompt, anda bisa mengetik exit()

Cara 2: IDLE
Selain menggunakan Command Prompt atau Terminal, kita juga bisa menggunakan program IDE (Integrated Development Environment) khusus untuk Python seperti IDLE, PyCharm, Spyder, dan lain sebagainya. Setiap IDE tersebut memiliki panel Python Console/Prompt. Dalam perkuliahan ini kita akan menggunakan IDLE yang merupakan IDE bawaan saat kita menginstall Python di Windows. Namun dapat juga diinstall di MacOS. Meskipun contoh-contoh yang ditampilkan dibuat dengan IDLE, namun kode Pythonnya tetap sama jika ditulis dengan IDE lainnya. Jadi anda tetap bisa menggunakan IDE lainnya yang lebih anda sukai.

  • Buka IDLE di Windows atau MacOS. Maka akan langsung muncul tampilan Python Prompt seperti berikut ini. Anda bisa mencoba menulis contoh kode print('Wilujeng Sumping') dan tentunya akan menghasilkan yang sama seperti pada Cara 1.

Program IDLE

alt text

Editor

Jika anda berencana membuat kode yang panjang atau akan menyimpan kode tersebut ke dalam file, maka kita perlu menggunakan text editor. Sebenarnya kita bisa menggunakan text editor apapun selama kita bisa menyimpan filenya sebagai .py. Sebagai contoh, kita bisa menggunakan Notepad di Windows.

Langkah 1: Menulis kode dengan Notepad

  • Buka Notepad

  • Ketikkan print('Wilujeng Sumping')

  • Save CTRL+S

  • Untuk mempermudah, pilih lokasi penyimpanan yang sama dengan Working Directory Command Prompt atau Terminal anda. Untuk mengetahui Working Directory anda bisa mengetikkan cd pada Command Prompt atau pwd di Terminal. Pastikan sudah tidak dalam mode interaktif Python. Sebagai contoh, di gambar Command Prompt di atas sebenarnya bisa terlihat Working Directory saya adalah C:\Users\saidalfaraby.

  • Di File name beri nama file wilujeng.py

  • Ubah Save as type menjadi All Files

  • Klik Save

Langkah 2: Menjalankan file Python

  • Buka Command Prompt atau Terminal jika belum. Untuk mempermudah, pastikan Working Directory sudah sama dengan lokasi penyimpanan file Python yang ingin dieksekusi.

  • Ketikkan python wilujeng.py lalu tekan Enter. Hasilnya akan terlihat seperti gambar di bawah ini:

alt text

Namun di perkuliahan ini kita akan menggunakan salah satu Editor khusus Python yaitu Editor IDLE, dimana terdapat beberapa fitur yang membantu memudahkan kita dalam menulis dan memeriksa kode, seperti highlight syntax, serta shortcut untuk eksekusi file.

Langkah 1: Menulis kode dengan Editor IDLE

  • Dari program IDLE yang dibuka sebelumnya. Klik menu File lalu New File, atau CTRL+N

  • Tulis kode print('Wilujeng Sumping')

  • Save File, beri nama file wilujeng.py, Save

Langkah 2: Menjalankan file dengan IDLE

  • Di Editor, klik menu Run lalu Run Module, atau cukup F5

  • Hasil run akan terlihat di Python Prompt IDLE seperti di bawah ini:

alt text

Jika belum jelas tentang cara install dan menjalankan IDLE, anda bisa melihat video berikut ini:

Selamat anda telah menyelesaikan Modul 1!!

Mohon berkenan memberikan Rating dan Feedback agar kami dapat meningkatkan kualitas modul ini!