LKPD Informatika Kelas 11: Menerapkan Solusi Optimal dengan Perancangan Struktur Data Larik Multidimensi

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Menerapkan solusi terbaik, paling efisien, dan optimal dengan merancang struktur data yang lebih kompleks dan abstrak

PETUNJUK UMUM

• Bacalah pengantar kasus sistem pemantauan ruang server bertingkat dengan saksama.
• Kerjakan setiap tahapan perancangan struktur data larik multidimensi secara runut dan mandiri/berkelompok.
• Fokuskan penyelesaian pada efisiensi pengorganisasian data, pemilihan dimensi indeks, dan optimasi pemrosesan nilai.
• Tuliskan seluruh rancangan, representasi indeks, dan penelusuran algoritma pada ruang jawaban yang telah disediakan.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Abstraksi Masalah dan Perancangan Dimensi Larik

Estimasi: 25 menit

Alat & Bahan:

• Lembar Kerja Murid
• Alat tulis / pulpen
• Kalkulator (opsional)

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati skenario: Sebuah pusat data memiliki gedung 3 lantai. Setiap lantai memiliki 4 baris rak server, dan setiap baris terdiri atas 5 unit server. Suhu tiap server dicatat berkala.
2. Rancanglah struktur data larik multidimensi yang paling efisien dan tepat untuk memetakan alamat fisik setiap server ke dalam indeks memori komputasi.
3. Lengkapi tabel spesifikasi dimensi dan jawab pertanyaan perancangan pada lembar kerja.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan skenario pusat data di atas, tentukan rancangan struktur data larik multidimensi yang paling optimal (deklarasi tipe data, nama variabel, jumlah dimensi, dan rentang indeks tiap dimensi berbasis indeks 0).

2. Isilah tabel pemetaan koordinat fisik server ke notasi indeks larik multidimensi berikut untuk membuktikan keteraturan struktur data yang dirancang:

1. Lantai 2, Baris Rak 3, Server ke-4
   1. Lantai 1, Baris Rak 1, Server ke-1
   2. Lantai 3, Baris Rak 4, Server ke-5

Format jawaban: 1) Tuliskan deklarasi larik lengkap beserta alasan penetapan dimensi. 2) Lengkapi tabel pemetaan 4 kolom: [Lokasi Fisik Server | Indeks Dimensi 1 (Lantai) | Indeks Dimensi 2 (Baris) | Indeks Dimensi 3 (Unit)].

Kegiatan 2: Penerapan Solusi Optimal Akses dan Pemrosesan Larik Multidimensi

Estimasi: 35 menit

Alat & Bahan:

• Lembar data suhu
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Gunakan struktur data larik 3 dimensi yang telah dirancang pada Kegiatan 1.
2. Diberikan sampel data suhu matriks 2D untuk Lantai 1 (indeks [0]): Baris 0: [24, 25, 26, 25, 24], Baris 1: [28, 29, 30, 29, 28], Baris 2: [22, 23, 23, 24, 22], Baris 3: [31, 32, 33, 31, 30].
3. Rancang logika penelusuran optimal (nested loop) untuk menemukan unit server yang mengalami kondisi overheat (suhu >= 30 derajat Celsius) serta menghitung rata-rata suhu per baris rak.

Pertanyaan:

1. Tuliskan urutan algoritma/pseudocode bersarang (nested loop) yang paling efisien untuk menelusuri seluruh unit server pada Lantai 1 dan mendeteksi koordinat server mana saja yang memiliki suhu >= 30°C.

2. Berdasarkan sampel data Lantai 1 di atas, terapkan penelusuran larik untuk menentukan: a) Daftar koordinat indeks [r][s] yang overheat; b) Baris rak mana yang memiliki nilai rata-rata suhu tertinggi beserta nilainya.

Format jawaban: 1) Tuliskan pseudocode perulangan terstruktur lengkap dengan inisialisasi dan batas kondisi. 2) Tuliskan daftar pasangan indeks koordinat overheat dan tabel hitungan nilai rata-rata per baris rak (Baris 0 s.d. 3).

Kegiatan 3: Analisis Efisiensi Struktur Data: Matriks 3D vs Flat Array 1D

Estimasi: 30 menit

Alat & Bahan:

• Lembar diskusi
• Papan tulis / kertas plano (bila kerja kelompok)

Petunjuk Pengerjaan:

1. Bandingkan solusi penyimpanan data 60 server tadi menggunakan 2 pendekatan: Model A (Larik 3D suhu[3][4][5]) dan Model B (Larik 1D suhu[60]).
2. Diskusikan dalam kelompok mengenai trade-off antara keterbacaan abstraksi logika, kompleksitas pemetaan rumus indeks flat array (index = l * (R * S) + r * S + s), dan performa komputasinya.
3. Rangkum hasil evaluasi dan kerjakan refleksi akhir pembelajaran.

Pertanyaan:

1. Bandingkan efisiensi perancangan Model A (Larik 3 Dimensi) dengan Model B (Larik 1 Dimensi 60 elemen). Tentukan model mana yang paling optimal diterapkan untuk pemeliharaan sistem jangka panjang oleh tim teknisi, sertakan justifikasi berpikir komputasionalnya!

2. Jika sistem diperluas untuk mencatat riwayat suhu selama 24 jam penuh dalam sehari (pencatatan tiap 1 jam sekali), bagaimana rancangan struktur data larik yang baru agar tetap optimal dan terstruktur?

Format jawaban: 1) Paragraf kesimpulan hasil diskusi perbandingan efisiensi Model A vs Model B. 2) Notasi deklarasi larik baru 4 dimensi beserta rincian makna tiap dimensi indeksnya.

REFLEKSI

1. Bagaimana pemahamanmu tentang representasi indeks pada larik multidimensi membantumu memodelkan struktur fisik dunia nyata ke dalam program komputer?

2. Bagian mana dari perancangan perulangan bersarang (nested loop) yang paling menantang saat mengakses elemen larik multidimensi secara efisien?

3. Kapan kamu akan memilih menggunakan larik multidimensi dibandingkan larik satu dimensi saat menyelesaikan persoalan data terstruktur?