LKPD Informatika Kelas 11: Menerapkan Solusi Optimal dengan Merancang Struktur Data Antrean dan Tumpukan pada Bank Darah

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

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

PETUNJUK UMUM

• Bacalah setiap skenario pengelolaan bank darah dan data donor darah secara seksama bersama pasangan kelompokmu.
• Fokuskan perhatian pada penerapan prinsip efisiensi serta perancangan struktur data antrean (queue) dan tumpukan (stack) untuk menghasilkan solusi yang optimal.
• Tuliskan rancangan algoritma, struktur data, dan hasil penelusuran (tracing) secara runtut pada ruang jawaban yang telah disediakan.
• Gunakan waktu pengerjaan secara bijak sesuai alokasi tiap tahapan aktivitas.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Aktivitas 1: Menerapkan Rancangan Struktur Data Antrean dan Tumpukan pada Operasional Kantong Darah

Estimasi: 35 menit

Alat & Bahan:

• Lembar kerja murid
• Alat tulis
• Kertas buram untuk penelusuran (tracing)

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati skenario: Suatu Unit Bank Darah menerima kantong darah dari donor yang memiliki masa kedaluwarsa (first-in first-out untuk distribusi darah reguler) dan penanganan cepat untuk botol uji laboratorium sterilisasi yang ditumpuk di baki uji (last-in first-out).
2. Terapkan struktur data antrean (Queue) dan tumpukan (Stack) dengan merancang representasi elemen data (tipe data bentukan/rekaman) yang memuat atribut: ID_Kantong, Golongan_Darah, Waktu_Masuk.
3. Simulasikan operasi push/pop pada tumpukan baki uji dan enqueue/dequeue pada antrean distribusi sesuai alur data masuk dan keluar yang diberikan.
4. Isilah tabel rancangan dan hasil pelacakan status elemen data secara terstruktur.

Pertanyaan:

1. Diberikan urutan kantong darah masuk untuk distribusi reguler: K01 (Gol A), K02 (Gol B), K03 (Gol A). Terapkan struktur data antrean (Queue) berbasis FIFO: tuliskan representasi elemen datanya, lalu tunjukkan status antrean setelah operasi enqueue K01, enqueue K02, enqueue K03, kemudian lakukan dequeue sebanyak 1 kali!

2. Pada baki pengujian sterilisasi laboratorium, tabung sampel darah ditaruh bertumpuk dalam wadah tabung sempit berbasis LIFO (Stack). Masuk berturut-turut sampel: S1, S2, S3. Terapkan operasi Stack: tunjukkan kondisi elemen puncak (Top) pada setiap penambahan (push), lalu kondisi tumpukan setelah 2 kali pengambilan sampel (pop) untuk diuji!

Format jawaban pertanyaan 1: Tuliskan spesifikasi tipe data bentukan, lalu tuliskan status antrean per langkah (Front ke Rear). Format jawaban pertanyaan 2: Tuliskan diagram tumpukan vertikal atau deret horizontal dengan indikator Top di setiap langkah operasi push dan pop.

Kegiatan 2: Aktivitas 2: Merancang Solusi Optimal Pengelompokan Donor Darah Sukarela (DDS)

Estimasi: 55 menit

Alat & Bahan:

• Lembar kerja
• Format tabel struktur data
• Komputer/kertas kalkir (opsional)

Petunjuk Pengerjaan:

1. Pelajari data Donor Darah Sukarela (DDS) yang mencakup data: Kode DDS, Kode Desa (1 s.d. 100.000), Golongan Darah (A, B, AB, O), dan Volume Darah (ml).
2. Rancanglah struktur data majemuk/abstrak yang paling optimal dan efisien (misalnya kombinasi larik terindeks kode desa/golongan darah yang masing-masing memuat antrean DDS) agar pihak rumah sakit dapat memanggil pendonor tercepat di desa tertentu tanpa harus menelusuri seluruh data satu per satu (linear scan).
3. Terapkan rancangan tersebut pada sampel data berikut: DDS01 (Desa 12, Gol O, 350ml), DDS02 (Desa 05, Gol A, 400ml), DDS03 (Desa 12, Gol O, 500ml), DDS04 (Desa 12, Gol B, 350ml). Tunjukkan pemetaan datanya ke dalam struktur data yang dirancang.
4. Diskusikan bersama pasangan mengapa struktur data rancangan kalian merupakan solusi yang paling optimal dan efisien dalam hal kompleksitas waktu akses data.

Pertanyaan:

1. Lengkapi tabel pemetaan struktur data majemuk (Array of Queue atau Hash-Index Queue) untuk mengelompokkan data DDS01, DDS02, DDS03, dan DDS04 berdasarkan kunci gabungan [Kode Desa, Golongan Darah] agar proses pencarian dan pemanggilan pendonor memiliki efisiensi waktu O(1) saat desa dan golongan darah ditentukan!

2. Berdasarkan rancangan struktur data pada nomor 1, terapkan algoritma pemanggilan pendonor jika Bank Darah membutuhkan 1 pendonor golongan O di Desa 12. Tunjukkan elemen mana yang dipanggil pertama kali, bagaimana kondisi antrean setelah pemanggilan, dan berikan justifikasi efisiensi operasinya dibandingkan pencarian linear pada tabel biasa!

Tabel pemetaan dibuat dengan 3 kolom: [Kunci Indeks (Desa, Gol)], [Struktur Antrean (Front -> Rear)], dan [Detail Nilai Volume]. Uraian efisiensi ditulis minimal 3 kalimat terstruktur yang membandingkan kompleksitas waktu akses.

Kegiatan 3: Aktivitas 3: Evaluasi Perancangan Struktur Data Terpadu dan Refleksi

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Lembar refleksi
• Rubrik evaluasi berpasangan

Petunjuk Pengerjaan:

1. Lakukan penelusuran silang (peer tracing) terhadap rancangan struktur data kelompok lain untuk menguji apakah struktur data mereka mampu menangani skenario batas (edge case), seperti antrean kosong atau penambahan data masal.
2. Terapkan perbaikan pada rancangan algoritma dan struktur data kelompokmu sendiri apabila ditemukan inefisiensi memori atau waktu akses.
3. Tuliskan simpulan penerapan struktur data optimal dan selesaikan butir refleksi penutup pembelajaran.

Pertanyaan:

1. Jika Bank Darah menghadapi situasi darurat di mana 10 kantong darah golongan O yang baru masuk harus segera dialokasikan untuk korban kecelakaan beruntun dengan prinsip prioritas terbalik (kantong terhangat/terakhir masuk dari pendonor darurat langsung dipakai lebih dulu), modifikasi atau terapkan struktur data apa yang paling tepat dan efisien? Tunjukkan mekanisme perubahannya!

Uraian modifikasi struktur data dituliskan dalam format langkah kerja algoritma (Push/Pop atau Enqueue/Dequeue) disertai skema visual perpindahan pointer struktur data.

REFLEKSI

1. Bagian mana dari perancangan struktur data antrean dan tumpukan pada problem Bank Darah ini yang paling menantang kemampuan berpikir komputasional saya?

2. Bagaimana pemahaman tentang efisiensi struktur data (antrean vs tumpukan) membantu saya menyelesaikan permasalahan pengelolaan data bervolume besar secara optimal?

3. Langkah perbaikan apa yang akan saya terapkan saat merancang struktur data abstrak pada kasus komputasi berikutnya?