LKPD Informatika Kelas 11: Menjustifikasi Efisiensi Waktu dan Memori dari Alternatif Solusi Simulasi Gerak Burung

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Menjustifikasi efisiensi, kelebihan, dan keterbatasan dari setiap alternatif solusi persoalan komputasi

PETUNJUK UMUM

• Bacalah setiap skenario simulasi gerak burung dan alternatif algoritma yang disajikan dengan cermat.
• Bekerjalah secara mandiri pada tahap telaah awal, lalu diskusikan hasil temuanmu bersama pasangan belajarmu.
• Gunakan kemampuan berpikir komputasional untuk menjustifikasi efisiensi waktu, penggunaan memori, serta kelebihan dan keterbatasan masing-masing solusi.
• Tuliskan seluruh argumen dan justifikasi pada kolom atau ruang jawaban yang telah disediakan.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Telaah dan Perbandingan Dua Alternatif Solusi Simulasi Burung

Estimasi: 40 menit

Alat & Bahan:

• Lembar kerja peserta didik
• Alat tulis
• Buku Siswa Informatika Kelas 11 (Bab 4)

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati studi kasus komputasi: Simulasi peluncuran N burung (N dapat mencapai hingga 100.000 data burung) untuk menghitung status ketercapaian sarang di pohon dan ketinggian maksimum.
2. Pelajari dua alternatif algoritma berikut: Solusi A (Menghitung lintasan gerak burung per detik t=0, 1, 2... sampai menyentuh tanah menggunakan perulangan bertingkat dan menyimpan seluruh koordinat posisi dalam array) dan Solusi B (Menghitung ketinggian maksimum secara langsung menggunakan rumus analitis fisika/matematika tanpa perulangan lintasan dan langsung mencetak status tanpa menyimpan riwayat posisi ke array).
3. Lakukan analisis dan lengkapi tabel perbandingan justifikasi efisiensi waktu, memori, kelebihan, serta keterbatasan kedua solusi tersebut.

Pertanyaan:

1. Isilah tabel perbandingan efisiensi waktu, penggunaan memori, kelebihan, dan keterbatasan antara Solusi A (simulasi berbasis perulangan langkah waktu + array) dan Solusi B (kalkulasi analitis langsung tanpa perulangan + variabel tunggal).

2. Berdasarkan perbandingan tabel tersebut, berikan justifikasi mengapa Solusi A mengalami penurunan efisiensi waktu dan memori yang signifikan ketika jumlah burung N bertambah menjadi 100.000 burung.

Tabel 4 Kolom: [Parameter Evaluasi | Solusi A (Perulangan Langkah Waktu + Array) | Solusi B (Kalkulasi Analitis Langsung)]. Baris mencakup: 1. Estimasi Efisiensi Waktu, 2. Estimasi Penggunaan Memori, 3. Kelebihan Solusi, 4. Keterbatasan Solusi. Di bawah tabel disediakan ruang 4-5 baris untuk uraian justifikasi pertanyaan nomor 2.

Kegiatan 2: Justifikasi Kelayakan Solusi Berdasarkan Skenario Persoalan

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Lembar kerja peserta didik
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Diskusikan bersama pasanganmu dua skenario kebutuhan sistem berikut: Skenario 1 (Sistem juri otomatis yang harus memproses status kelolosan 100.000 burung dalam batas waktu eksekusi kurang dari 1 detik dan memori maksimal 64 MB); Skenario 2 (Sistem animasi grafis yang harus menampilkan kurva gerak parabola burung secara visual di layar pengguna).
2. Pilihlah solusi yang paling tepat (Solusi A atau Solusi B) untuk masing-masing skenario.
3. Tuliskan justifikasi mendalam mengenai alasan pemilihan solusi tersebut dengan menimbang trade-off antara waktu eksekusi, kebutuhan memori, kelebihan, serta keterbatasannya.

Pertanyaan:

1. Solusi manakah yang kamu pilih untuk Skenario 1 (Pemrosesan 100.000 data burung untuk penilaian cepat < 1 detik)? Berikan justifikasi efisiensi waktu, memori, kelebihan, dan keterbatasannya.

2. Solusi manakah yang kamu pilih untuk Skenario 2 (Aplikasi animasi visual lintasan burung)? Berikan justifikasi mengapa alternatif solusi lainnya tidak layak digunakan pada skenario ini.

Format isian terstruktur: Bagian Skenario 1 (Pilihan Solusi; Justifikasi Efisiensi Waktu & Memori; Kelebihan Terpilih; Dampak Keterbatasan), dan Bagian Skenario 2 (Pilihan Solusi; Alasan Kebutuhan Lintasan; Justifikasi Ketidaklayakan Solusi Alternatif).

Kegiatan 3: Perumusan Rekomendasi Optimasi dan Trade-Off Solusi

Estimasi: 50 menit

Alat & Bahan:

• Lembar kerja peserta didik
• Papan tulis / lembar flipchart untuk presentasi singkat

Petunjuk Pengerjaan:

1. Analisis alternatif baru (Solusi C): 'Menghitung rumus analitis untuk mencari puncak dan jangkauan terlebih dahulu, lalu hanya membuat array koordinat sebanyak 10 titik sampel representatif untuk keperluan visualisasi'.
2. Justifikasi efisiensi waktu dan memori Solusi C dibandingkan Solusi A dan Solusi B.
3. Presentasikan secara singkat kesimpulan justifikasimu di depan kelompok lain, catat tanggapan mereka, lalu selesaikan refleksi penutup.

Pertanyaan:

1. Berikan justifikasi efisiensi waktu, memori, kelebihan, dan keterbatasan dari Solusi C (kombinasi rumus analitis dan pencuplikan 10 titik sampel lintasan).

2. Berdasarkan ketiga alternatif solusi (A, B, dan C), buatlah kesimpulan umum mengenai prinsip trade-off (tarik-ulur) antara efisiensi komputasi (waktu & memori) dengan kelengkapan fitur dari alternatif solusi komputasi.

Ruang uraian terbagi 2 blok: Blok 1 untuk justifikasi 4 parameter Solusi C (Waktu, Memori, Kelebihan, Keterbatasan), Blok 2 untuk kesimpulan prinsip trade-off komputasi.

REFLEKSI

1. Bagaimana caramu menentukan bahwa suatu algoritma lebih efisien dibandingkan algoritma lain dalam menyelesaikan persoalan gerak burung?

2. Ketika merancang program di masa depan, pertimbangan apa saja yang akan kamu prioritaskan saat harus memilih antara menghemat memori komputer atau mempercepat waktu eksekusi program?