LKPD Informatika Kelas 11: Menerapkan Solusi Optimal dengan Merancang Struktur Data Kompleks Tipe Rekaman Data Persilangan Tanaman

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 pemodelan data persilangan tanaman (simulasi Hukum Mendel) dengan saksama.
• Kerjakan setiap tahapan secara berurutan bersama rekan kelompok/pasanganmu.
• Fokuskan perhatian pada efisiensi representasi data dan pemilihan tipe data rekaman (record/struct) yang optimal.
• Gunakan ruang lembar kerja yang disediakan untuk menuliskan spesifikasi struktur data dan algoritma penerapannya.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Aktivitas 1: Merancang Spesifikasi Struktur Data Kompleks Rekaman Persilangan Tanaman

Estimasi: 40 menit

Alat & Bahan:

• Buku Catatan/Lembar Kerja
• Alat Tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati kebutuhan atribut data persilangan tanaman: ID_Tanaman, Nama_Varietas, Genotipe (misal: 'BbTt'), Fenotipe (misal: 'Bulat-Tinggi'), Kategori_Generasi (P1, F1, F2), dan Probabilitas_Muncul.
2. Rancang tipe data rekaman (record/struct) bernama Tanaman dan tipe data rekaman HasilPersilangan yang menampung daftar keturunan secara efisien.
3. Lengkapi tabel spesifikasi kolom field, tipe data primitif/bentukan, serta justifikasi efisiensi memori yang digunakan.

Pertanyaan:

1. Tentukan rancangan struktur data tipe rekaman (struct/record) 'Tanaman' dengan mengisi tabel berikut untuk 5 atribut utama (ID, Nama Varietas, Genotipe, Fenotipe, Generasi) beserta tipe data yang paling optimal dan hemat memori!

2. Rancang tipe data rekaman komposit yang lebih kompleks bernama 'HasilPersilangan' yang memuat data kedua tetua (Parent 1 dan Parent 2 bertipe 'Tanaman') dan koleksi keturunan (array/list of 'Tanaman'). Tuliskan definisi strukturnya dalam pseudocode atau notasi struktural!

Tabel 3 kolom: [Nama Field | Tipe Data | Alasan Efisiensi Pemilihan Tipe Data] untuk pertanyaan 1, dan blok pseudocode definisi tipe rekaman 'HasilPersilangan' untuk pertanyaan 2.

Kegiatan 2: Aktivitas 2: Menerapkan Algoritma Pembentukan Data Persilangan Berbasis Struktur Rekaman

Estimasi: 50 menit

Alat & Bahan:

• Buku Catatan
• Komputer/Laptop (opsional untuk mengetik kode/pseudocode)

Petunjuk Pengerjaan:

1. Gunakan tipe data rekaman Tanaman dan HasilPersilangan yang telah dirancang pada Aktivitas 1.
2. Terapkan logika persilangan dihibrid (misal: BbTt x BbTt) ke dalam algoritma pembentukan record keturunan secara terstruktur.
3. Pastikan algoritma menghasilkan instansiasi elemen-elemen record secara optimal tanpa pemborosan alokasi variabel.

Pertanyaan:

1. Diberikan tetua P1 dengan genotipe 'BbTt' dan P2 dengan genotipe 'BbTt'. Tuliskan pseudocode atau langkah algoritma untuk menginisialisasi record 'HasilPersilangan' dan mengisi field 'daftarKeturunan' menggunakan perulangan kombinasi gamet secara optimal!

2. Bandingkan pendekatan penyimpanan data persilangan menggunakan 5 variabel array paralel terpisah (array_id, array_genotipe, array_fenotipe, dll.) versus 1 array of record 'Tanaman'. Jelaskan mengapa representasi struktur data rekaman kompleks merupakan solusi yang paling efisien dan optimal untuk pengelolaan ribuan data tanaman!

Kolom teks pseudocode algoritma untuk pertanyaan 1, dan kotak uraian perbandingan (komparasi array paralel vs array of record) untuk pertanyaan 2.

Kegiatan 3: Aktivitas 3: Verifikasi Ketepatan Solusi dan Optimasi Akses Data Rekaman

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Buku Kerja Murid
• Lembar Refleksi

Petunjuk Pengerjaan:

1. Lakukan penelusuran (tracing) terhadap hasil pembentukan record tanaman dari Aktivitas 2.
2. Uji efisiensi pencarian record tertentu (misal: mencari keturunan dengan fenotipe spesifik seperti 'Bulat-Kuning') dari struktur data rekaman komposit yang telah dibuat.
3. Selesaikan kegiatan dengan evaluasi ketercapaian solusi dan refleksi belajar.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan struktur data HasilPersilangan yang telah diterapkan, buatlah fungsi/prosedur optimal 'HitungFrekuensiFenotipe(hasil: HasilPersilangan, targetFenotipe: string) -> integer' untuk menghitung jumlah tanaman yang memiliki fenotipe tertentu!

2. Jika data persilangan berkembang menjadi jutaan data keturunan, strategi optimasi apa yang dapat diterapkan pada struktur data rekaman tersebut agar pencarian fenotipe berlangsung instan (efisiensi waktu optimal)?

Tuliskan pseudocode fungsi penghitungan pada kotak jawaban 1 dan deskripsi strategi optimasi struktur data pada kotak jawaban 2.

REFLEKSI

1. Bagaimana merancang struktur data tipe rekaman (record) membantumu menyederhanakan data persilangan tanaman yang rumit?

2. Bagian mana dari penerapan algoritma berbasis record komposit yang paling menantang dan bagaimana kamu menemukan solusinya?

3. Di bidang nyata apa lagi selain genetika tumbuhan kamu dapat menerapkan struktur data rekaman kompleks untuk menghasilkan solusi komputasi yang efisien?