KATA PENGANTAR
Puji syukur senantiasa saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan karunianya, sehingga saya dapat menyelesaikan penulisan makalah ini.
Makalah ini ditulis dalam rangka pengerjaan tugas sebagai modul mata kuliah Pemrograman Generasi Keempat atau bahasa kerennya disebut 4GL (Fourth Generation Language). Semoga makalah ini, bukan hanya sebagai tugas yang saya
buat, tetapi dapat turut memberikan sumbangsih pengetahuan tentang 4GL Khususnya Pemrograman Matlab. Matlab merupakan bahasa pemrograman yang hadir dengan fungsi dan karakteristik yang berbeda dengan bahasa pemrograman lain yang sudah ada lebih dahulu seperti Delphi, Basic maupun C++. Matlab merupakan bahasa pemrograman level tinggi yang dikhususkan untuk kebutuhan komputasi teknis, visualisasi dan pemrograman seperti komputasi matematik, analisis data, pengembangan algoritma, simulasi dan pemodelan dan grafik-grafik perhitungan.
Saat ini matlab memiliki ratusan fungsi yang dapat digunakan sebagai problem solver mulai dari simple sampai masalah-masalah yang kompleks dari berbagai disiplin ilmu.
Semoga penulisan makalah ini dapat membantu para pembaca.
PENGENALAN MATLAB
1.1 Tantangan Besar
Para Insinyur memecahkan permasalahan dunia-nyata menggunakan prinsip ilmiah dari disiplin yang meliputi ilmu komputer, matematika, fisika, dan kimia. Ragam subjek inilah, dan tantangan memecahkan permasalahan sebenarnya, yang membuat ilmu teknik begitu menarik dan memberikan kepuasan. Dalam bagian ini, kami menyajikan sekelompok tantangan besar – permasalahan fundamental dalam sains dan ilmu teknik dengan dampak potensial yang luas. Tantangan besar tersebut diidentifikasikan oleh Kantor Sains dan Kebijakan Teknologi, di Washington, DC, sebagai bagian dari sebuah strategi riset dan pengembangan untuk perhitungan dengan penampilan-tinggi. Kumpulan paragraf berikutnya secara singkat menyajikan secara singkat beberapa dari tantangan besar ini dan garis besar dari jenis manfaat yang akan datang dengan solusinya; diskusi tambahan dari tantangan individual disajikan pada awal setiap bab. Seperti komputer yang memainkan peran yang penting dalam pencapaian ilmu teknik selama 35 tahun terakhir, ia akan memainkan peran bahkan lebih besar dalam memecahkan permasalahan yang berhubungan dengan tantangan besar ini.
Prediksi dari perubahan cuaca, iklim dan lingkungan global mensyaratkan bahwa kita memahami pasangan atmosfir dan sistem biosfir laut. Ini termasuk pemahaman dinamika CO2 dalam atmosfir dan laut, penipisan ozon, dan perubahan klimatologis yang disebabkan karena pelepasan kimia atau energi. Proses yang rumit ini juga meliputi interaksi sinar matahari. Sebuah erupsi besar dari badai matahari didekat “lubang korona” (sebuah titik lubang untuk angin matahari) bisa melepaskan sejumlah besar gas panas dari permukaan matahari menuju permukaan bumi dengan kecepatan lebih dari sejuta mil perjam. Pelepasan gas panas ini menghujani bumi dengan sinar X dan bisa mengganggu komunikasi dan menyebabkan fluktuasi dalam daya listrik. Belajar memprediksiskan perubahan dalam cuaca, iklim dan lingkungan global melibatkan pengumpulan sejumlah besar data untuk studi dan mengembangkan model matematis baru yang bisa mewakili interdependensi dari banyak variabel.
Pemahaman pembicaraan terkomputerisasi bisa membuat revolusi pada komunikasi sistem komunikasi kita tetapi banyak masalah yang terlibat dengan pengembangan dan implementasinya. Saat ini dimungkinkan untuk mengajar sebuah komputer untuk memahami kata-kata dari sebuah kosa kata kecil yang diucapkan oleh seseorang. Namun, jauh lebih sulit untuk mengembangkan sistem yang bebas dari pembicara dan yang memahami perkataan dari kosa kata besar dan dari bahasa berbeda. Tambahan lagi, perubahan halus dalam suara seseorang, seperti yang disebabkan oleh dingin atau tekanan, bisa mempengaruhi penampilan dari sistem pengenalan pembicaraan. Bahkan dengan mengasumsikan bahwa komputer bisa mengenali perkataan, mungkin tidak sederhana bagi komputer untuk menentukan artinya. Banyak perkataan yang bergantung konteks dan jadi tidak bisa dianalisis secara independen.Intonasi, seperti naiknya suara seseorang, bisa mengubah sebuah pernyataan menjadi sebuah pertanyaan. Sementara masih terdapat banyak masalah sulit yang harus dibahas dalam bidang pengenalan dan pemahaman pembicaraan otomatis, aplikasi yang menarik ada di mana saja. Sebagai contoh, bayangkan sebuah sistem telepon yang menentukan bahasa yang dibicarakan dalam jalurnya dan menterjemahkan sinyal pembicaraan itu sehingga setiap orang mendengarkan pembicaraan itu dalam bahasa sehari-harinya.
Sasaran dari Proyek Genom Manusia adalah untuk menemukan, mengenali, dan menentukan fungsi dari masing-masing dari 50.000 hingga 100.000 gen yang dikandung dalam DNA manusia (deoxyribonucleic acid), yang merupakan bahan genetik manusia akan mengarah kepada banyak kemajuan teknis, termasuk kemampuan untuk mendeteksi sebagian besar, bila tidak semua, dari 4000 lebih penyakit genetik manusia yang diketahui, seperti anemia sel-sabit dan fibrosis sistik. Namun proses penguraian kode itu rumit karena sifat informasi genetiknya. Setiap gen adalah rangkaian helix-ganda yang tersusun dari pasangan dasar (adenine terikat dengan thymine, atau cytosine terikat dengan guanine) yang diatur dalam cara seperti langkah dengan kelompok fosfat disampingnya. Pasangan dasar itu bisa terjadi dalam urutan apa pun dan mewakili informasi hereditas dalam gen. Jumlah pasangan dasar dalam DNA manusia telah dihitung sekitar 3 miliar. Karena DNA mengarahkan produksi protein untuk semua kebutuhan metabolis, protein yang diproduksi oleh sebuah sel bisa menyediakan kunci kepada urutan pasangan dasar dalam DNA.
Perbaikan dalam penampilan kendaraan yang cukup besar membutuhkan lebih banyak pembuatan model fisik yang rumit dalam bidang perilaku dinamis fluida untuk bidang aliran tiga-dimensi dan aliran di dalam mesin turbo dan pipa. Turbulensi dalam aliran fluida memberi dampak kepada stabilitas dan kontrol, karakteristik termal dan penampilan bahan bakar dari kendaraan angkasa luar; pembuatan model dari aliran ini diperlukan untuk analisis dari konfigurasi baru. Analisis dari perilaku aerolastik dari kendaraan juga mempengaruhi pengembangan desain baru juga. Efisiensi dari sistem pembakaran berhubungan dengan penampilan kendaraan juga, karena untuk memperoleh perbaikan besar dalam efisiensi pembakaran membutuhkan sebuah pemahaman dari hubungan antara aliran beragam substansi dan kimiawi yang menyebabkan substansi tersebut bereaksi. Penampilan kendaraan juga ditujukan melalui penggunaan komputer dan mikroprosesor yang terpasang. Sebagai contoh, sistem transportasi di mana layar video kecil dipasang pada dasbor mobil saat ini sedang dipelajari. Pengemudi memasukan tujuannya ke dalam komputer, dan layar video menunjukkan jalan, termasuk nama jalan, untuk mencapai dari lokasi saat ini ke lokasi yang diinginkan. Sebuah jaringan komunikasi membuat komputer mobil sadar akan kemacetan lalu lintas di sepanjang jalan, sehingga secara otomatis ia akan mengubah arah mobil bila perlu. Riset lainnya atas transportasi mengarah kepada mengemudi otomatis secara total, dengan komputer dan jaringan yang menangani semua kontrol dan persimpangan informasi.
Pemulihan minyak dan gas yang telah maju akan mengizinkan kita untuk menemukan kira-kira 300 miliar barel minyak yang tersimpan di Amerika Serikat. Teknik saat ini untuk mengidentifikasikan struktur mungkin berisi minyak dan gas menggunakan teknologi seismik yang bisa mengevaluasi struktur hingga 20.000 kaki dibawah permukaan. Teknik ini menggunakan sekelompok sensor, yang disebut susunan sensor, yang ditempatkan dekat bidang yang akan diuji. Sebuah sinyal kejutan tanah dikirimkan ke dalam tanah dan kemudian direfklesikan oleh batasan lapisan geologis berbeda dan diterima oleh sensor. Dengan menggunakan pemprosesan sinyal, batasan lapisan bisa dipetakan, dan beberapa perhitungan bisa dibuat hingga bahan dalam beragam lapisan, seperti sandstone, serpihan dan air. Sinyal kejutan tanah bisa dibuat dalam beberapa cara : Sebuah lubang bisa digali, dan sebuah bahan peledak bisa dibuat dalam beberapa: Sebuah lubang bisa digali, dan sebuah bahan peledak bisa dibuat dalam lubang; sebuah bahan peledak bisa dibuat dipermukaan; atau sebuah truk khusus yang menggunakan sebuah palu hidrolik bisa digunakan untuk memukul tanah beberapa kali per detik. Riset lanjutan dibutuhkan untuk memperbaiki resolusi dari informasi dan untuk menemukan metode produksi dan pemulihan yang kokoh secara ekonomis dan ekologis.
Tantangan besar ini hanyalah sedikit dari banyak permasalahan menarik yang menunggu untuk dipecahkan oleh para insinyur dan ilmuwan. Solusi untuk permasalahan sebesar ini akan menjadi hasil dari pendekatan yang terorganisir yang mengkombinasikan ide dan teknologi. Penggunaan komputer dan tehnik pemecahan – masalah ilmu teknik akan menjadi elemen kunci dalam proses solusi.
1.2 Sistem Perhitungan
Sebelum kita memulai membahas MATLAB, kami memberikan sebuah diskusi singkat tentang perhitungan yang khususnya berguna bagi mereka yang tidak memiliki pengalaman terdahulu dengan komputer. Komputer adalah sebuah mesin yang dirancang untuk melakukan operasi yang khusus dengan sekumpulan instruksi, yang disebut program. Perangkat keras/hardware komputer mengacu pada peralatan komputer, seperti keyboar/papan tombol, mouse, terminal, hard disk, dan printer. Perangkat lunak/software komputer mengacu pada program yang menggambarkan langkah-langkah yang kita ingin komputer lakukan.
1.2.1. Perangkat Keras Komputer
Semua komputer memiliki sebuah organisasi internal yang sama, seperti yang diperlihatkan dalam Gambar 1.1. Prosesor adalah bagian dari komputer yang mengontrol semua bagian lainnya. Ia menerima nilai input (dari sebuah alat seperti keyboar) dan menyimpannya dalam memori komputer. Ia juga menterjemahkan instruksi dalam sebuah program komputer. Bila kita ingin menambahkan dua nilai, prosesor tersebut akan mencari nilai dari memori dan mengirimkan mereka kepada unit logika aritmatis/arithmetic logic unit, atau ALU. ALU melakukan penambahan itum dan prosesor kemudian menyimpan hasilnya dalam memori. Unit pemrosesan dan ALU menggunakan memori internal yang tersusun dari memori hanya untuk dibaca/read-only memory (ROM) dan memori akses acak/random access memory (RAM) dalam pemrosesan mereka. Kebanyakan data disimpan dalam memori memori eksternal atau memori sekunder dengan menggunakan ‘drive’ hard disk atau ‘drive’ disket/floppy disk yang berhubungan dengan prosesor. Prosesor dan ALU bersama-sama disebut unit pemrosesan pusat/central processing unit atau CPU. Sebuh mikroprosesor adalah sebuah CPU yang terkandung dalam sebuah kepingan sirkuit gabungan tunggal yang berisi jutaan komponen dalam sebuah bidang yang lebih kecil daripada sebuah perangko surat.
Biasanya kita menginstruksikan sebuah komputer untuk mencetak nilai yang telah dihitungnya di layar komputer atau pada kertas, menggunakan printer. Printer matriks titik menggunakan sebuah matriks (atau grid) dari pin untuk menghasilkan bentuk dari sebuah karakter di kertas, sedangkan printer laser menggunakan sebuah sinar cahaya untuk memindahkan gambar ke kertas. Komputer juga bisa menulis informasi ke disket, yang menyimpan informasi secara magnetis. Sebuah salinan magnetis informasi disebut sebuah electronic copy/salinan elektronik atau salinan lunak/soft copy.
Komputer ada berbagai ukuran, dan bentuk. Komputer pribadi/ personal computer (PC) adalah komputer kecil yang tidak mahal umumnya digunakan dalam perkantoran, rumah, dan laboratorium. PC juga diacu sebagai komputer mikro. Desain mereka dibangun di sekitar sebuah mikroprosesor, seperti mikroprosesor Pentium, yang bisa memproses jutaan instruksi per detik/millions of instruction per second (mips). Komputer mini lebih kuat daripada komputer mikro. Rangka utama/mainframe bahkan lebih kuat daripada komputer yang sering kali digunakan dalam bisnis dan laboratorium riset. Tempat kerja/workstation adalah sebuah komputer mini atau komputer rangka utama yang cukup kecil untuk dimuat di atas meja. Komputer super adalah yang tercepat dari semua komputer dan bisa memproses miliaran instruksi per detik. Karena kecepatan mereka, komputer super mampu memecahkan permasalahan yang sangat rumit tidak mungkin dipecahkan dikomputer lain. Rangka utama dan komputer super membutuhkan fasilitas khusus dan seorang staf khusus untuk menjalankan dan memelihara sistem komputer.
Jenis komputer yang dibutuhkan untuk memecahkan sebuah masalah tertentu bergantung pada persyaratan masalah. Bila komputer adalah bagian dari sebuah sistem keamanan rumah, sebuah mikroprosesor sudah cukup, bila komputer menjalankan simulator penerbangan tingkat militer, sebuah rangka utama barangkali dibutuhkan. Jaringan komputer mengizinkan komputer untuk saling berkomunikasi, sehingga mereka bisa berbagi sumber daya dan informasi. Sebagai contoh, Ethernet umumnya menggunakan jaringan daerah lokal/local area network (LAN).
1.2.2. Perangkat Lunak Komputer
Perangkat lunak komputer berisi instruksi atau perintah yang kita ingin komputer lakukan. Terdapat beberapa kategori penting dari perangkat lunak, termasuk sistem operasi, alat perangkat lunak dan penyusun bahasa. Gambar 1.2 mengilustrasikan interaksi di antara kategori perangkat lunak dan perangkat keras komputer ini. Sekarang kita membahas masing – masing dari kategori perangkat lunak ini dengan lebih rinci.
Sistem Operasi. Sebagian perangkat lunak, seperti sistem operasi, tipikalnya datang bersama perangkat keras komputer saat dibeli. Sistem operasi memberikan sebuah penghubung antara Anda (pemakai) dan perangkat keras dengan menyediakan sebuah lingkungan yang nyaman dan efisien dimana Anda bisa memilih dan melakukan perangkat lunak pada sistem Anda.
Sistem operasi juga berisi sekelompok program yang disebut utilitas/kegunaan yang mengizinkan Anda melakukan fungsi seperti pencetakan arsip, menyalin arsip dari satu disket ke yang lainnya, dan mendaftarkan arsip yang telah Anda simpan dalam disk. Walaupun utilities ini umum untuk kebanyakan sistem operasi, perintah itu sendiri bergagam dari sistem operasi satu ke yang lainnya. Sebagai contoh, untuk mendaftarkan arsip Anda menggunakan DOS (Disk Operating System/Sistem Operasi Disk yang digunakan terutama dengan PC), perintahnya adalah dir; untuk mendaftarkan arsip Anda menggunakan UNIX (sebuah sistem operasi kuat yang sering digunakan dengan work station) atau linux (sebuah sistem operasi bebas kuat yang merupakan pusat untuk banyak landasan perangkat keras berbeda), perintah adalah /r. Sebagian sistem operasi diacu sebagai user friendly/mudah digunakan, karena mereka menyederhanakan penghubung dengan pemakai. Contoh dari sistem operasi yang mudah digunakan adalah lingkungan Macintosh dan lingkungan Windows.
Karena program MATLAB bisa dijalankan pada banyak landasan atau sistem perangkat keras berbeda dan karena sebuah komputer pribadi bisa menggunakan sistem operasi berbeda, tidaklah layak membahas luasnya ragam sistem operasi yang mungkin Anda gunakan selagi mengambil pelajaran ini. Kami mengasumsikan bahwa profesor Anda akan memberikan Anda informasi tentang sistem operasi khusus yang Anda butuhkan untuk menggunakan komputer yang tersedia di universitas Anda. Informasi ini juga ada dalam petunjuk pemakai untuk sistem informasi.
Alat Perangkat Lunak. Alat perangkat lunak adalah program yang telah ditulis untuk melakukan operasi umum. Sebagai contoh, word processor, seperti Microsoft Word dan Word Perfect, adalah program yang telah ditulis untuk membantu Anda memasukan dan memformat teks. Word processor mengizinkan Anda untuk memindahkan kalimat dan paragraf dan sering memiliki kemampuan yang memampukan Anda untuk memasukan persamaan matematis dan memeriksa ejaan dan tata bahasa Anda. Word processor yang paling canggih mengizinkan Anda menghasilkan halaman yang dirancang dengan baik yang berisi grafik dan gambar yang rumit dengan teks dan judul.Word processor ini menggunakan
sebuah teknologi yang disebut desktop publishing, yang mengkombinasikan sebuah word procesor yang amat kuat dengan printer bermutu-tinggi untuk menghasilkan dokumen yang terlihat profesional.
Program lembar kerja/spreadsbeet adalah alat perangkat lunak yang mengizinkan Anda bekerja dengan mudah dengan data yang dapat diperlihatkan dalam susunan baris dan kolom. Lembar kerja awalnya digunákan untuk aplikasi keuangan dan akunting, tetapi banyak masalah sains dan teknik bisa dipecahkan dengan menggunakan lembar kerja juga. Kebanyakan paket lembar kerja termasuk kemampuan menggambar/plotting, sehingga bisa sangat berguna dalam menganalisis dan memperlihatkan informasi. Lotus 1-2-3, Quatro Pro, dan Excel adalah paket lembar kerja yang populer.
Kelompok alat perangkat lunak lain yang populer adalah program manajemen database, seperti dBase, Microsoft Access, dan Oracle. Program ini mengizinkan Anda untuk menyimpan sejum1ah besar data dan kemudian dengan mudah mencari potongan data dan menformatr mereka ke dalam laporan. Database digunakan oleh organisasi besar, seperti bank, rumah sakit, universias, hotel. dan penerbangan. untuk menyimpan dan mengatur informasi penting. Database juga digunakan untuk menganalisis sejumlah besar data ilmiah. Meteorologi dan kelautan adalah contoh dari bidang ilmiah yang umumnya membutuhkan database besar untuk penyimpanan dan analisis data.
Paket desain dibantu komputer/computer-aided design(CAD) seperti AutoCAD, ProE, dan Unigraphics mengizinkan anda mendeflnisikan objek dan kemudian memanipulasi mereka secara grafis. Dan kemudian memandangnya dari sudut berbeda atau mengamati sebuah rotasi dari objek dari satu posisi ke lainnya. Paket CAD sering digunakan dalam aplikasi teknik.
MATLAB, Mathematica, Mathcad, dan Maple adalah alat perhitungan matematis Yang sangat kuat. Alat ini bukan hanya memampukan perintah matematis yang sangat kuat, tetapi mereka juga menyediakan kemampuan luas untuk membuat gambar. Kombinasi dari daya perhitungan dan daya visualisasi ini membuat mereka khususnya menjadi alat berguna untuk para insinyur.
Bila sebuah masalah teknik bisa dipecahkan dengan mengunakan sebuah alat perangkat lunak, biasanya ini lebih efisien menggunakan alat perangkat lunak daripada menulis sebuah program dalam bahasa komputer untuk memecahkan masalah. Namun, banyak masalah tidak dapat dipecahkan dengan menggunakan alat perangkat lunak. atau sebuah alat perangkat lunak tidak tersedia pada sistem komputer yang’ harus digunakan untuk memecahkan masalah. Jadi, kita juga perlu tahu bagaimana menulis program dengan menggunakan bahasa kompuier. Perbedaan antara sebuah alat perangkat lunak dan bahasa komputer makin menjadi tidak jelas seperti sebagian alat yang lebih kuat. seperti MATLAB dan Mathematica, termasuk bahasa mereka sendiri sebagai tambahan untuk operasiyang khusus.
Bahasa Komputer. Bahasa komputer bisa digambarkan dalam istilah tingkatan. Bahasa tingkat rendah, atau bahasa mesin, adalah bahasa yang paling primitif. Bahasa mesin sangat dekat terkait dengan desain dan perangkat ketas komputer. Karena desain komputer didasarkan pada teknologi dua-keadaan (yaitu, komputer ada]ah alat dengan dua keadaan, seperti sirkuit terbuka atau tertutup. tombol on atau off, atau beban positif atau negatif), bahasa mesin ditulis dengan menggunakan dua simbol, yang biasanya digambarkan oleh digit 0 dan 1 karenanya, bahasa mesin adalah bahasa biner. dan instruksinya ditulis sebagai rangkaian dan 0 dan 1, yang disebut benang biner. Kerena bahasa mesin sangat dekat terkait dengan desain dari perangkat keras computer, bahasa mesin untuk komputer Sun Microsystems, Inc berbeda dari bahasa mesin untuk komputer Silicon Graphics. Inc.
Bahasa kumpulan adalah sebuah cara memprogram secara simbolis dalam bahasa mesin. Setiap jalur kode biasanya menghasilkan sebuah instruksi mesin tunggal. Bahasa kumpulan sangat terkait dengan arsitektur dari sebuah prosesor khusus seperti Intel Corporation seri 80x86 atau Sun Microsystems, Inc. seri SPARC. Pemrograman dalam bahasa Kumpulan tentu lebih mudah daripada pemrograman dalam bahasa biner, tetapi masih tetap sebuah proses yang membosankan.
CONTOH 1.1 : Kode kumpulan yang disebutkan di sini menunjukan sintaksis bahasa kumpulan tipikal. Setiap instruksi disebutkan pada sebuah garis berbeda dan terdiri dari sebuah operasi, atau opcode, yang diikuti oleh operand-nya. mov cx, bx shl cx, 8 shl bx, 6 add bx, cx add ax, bx mov cx, es : (ax) |
Bahasa tingkat.tinggi adalah bahasa komputer yang memiliki perintah dan instruksi seperti bahasa Inggris dan meliputi bahasa seperti C, Fortran, Ada, Pascal, COBOL, dan BASIC. Menulis program dalam hahasa tingkat tinggi tentu lebih mudah daripada menulis program dalam bahasa mesin atau bahasa kumpulan. Namun, hahasa tingkat tinggi berisi scjumlah besar perintah dan sekumpulan luas aturan sintaksis (atau tata bahasa) untuk menggunakan perintah. Untuk mengilustrasikan sintaksis dan ketepatan yang dibutuhkan baik oleh alat perangkat lunak dan bahasa tingkat tinggi. kami menghitung bidang sebuah lingkaran dengan diamater tertentu dalam Tabel 1-1 dengan menggunakan beberapa bahasa dan alat bebeda. Perhatikan baik kesamaan dan perbedaan dalam perhitungan sederhana ini. Walaupun kami telah memasukan C sebagai bahasa tingkat tinggi, banyak orang suka menggambarkan C sebagai bahasa tingkat menengah. karena ia mengizinkan akses kepada rutinitas tingkat rendah dan sering digunakan untuk mendefinisikan program yang diubah menjadi bahasa kumpulan.
Bahasa juga didefinisikan dalam istilah generasi. Generasi pertama dari bahasa komputer adalah bahasa mesin, generasi kedua adalah bahasa kumpulan, dan generasi ketiga adalah bahasa tingkat tinggi. Bahasa generasi keempat. juga disebut dengan 4GL, belum dikembangkan dan banya disebutkan dalam konteks karakteristik dan produktivitas programmer. Generasi kelima dari bahasa disebut bahasa natural. Untuk program dalam bahasa gererasi kelima, seseorang akan menggunakan sintaksis dari pembicaraan natural. Jelaslah, implementasi dari bahasa natural akan membutuhkan pencapaian salah satu dari tantangan besar: pemahaman pembicaraan terkomputerisasi.
TABEL 1-1 Perbandingan dan Pernyataan Perangkot Lunak
PERANGKAT LUNAK CONTOH PERNYATAAN |
MATLAB area = pi 8* (diameter /2) *2) C area = 3.141593 * (diameter /2) * (diameter /2) Fortran area = 3.141593 * (diameter /2.0) **2 Ada area = 3.141593 * (diameter /2) **2 Pascal area = 3.141593 * (diameter /2) * (diameter /2) BASIC let 3 = 3.141593 * (d/2) * (d/2) COBOL compute area = 3.141593* (diameter/2)* (diameter/2). |
Fortron (FORmula TRANslation/translasi rumus) dikembangkan pada pertengahan 1950-an untuk memecahkan masalah teknik dan ilmiah. Standar baru meng-update bahasa itu sepanjang tahun, dan standar sekarang, Fortran 9G. berisi kcmampuan perhitungan numeris yang kuat, bersama dengan banyak tampilan dan struktur baru dalam bahasa seperti C.COBOL (COmmon Business-Oriented Language/bahasa berorientasi-bisnis umum) dikembangkan pada akhir tahun 1950-an untuk memecahkan masalah bisnis. Banyak program COBOL warisan yang ada saat ini dan merupakan sebuah sumber umum dari kuman pemprograman Year 2000 (Y2K). BASIC (Beginner’s All purpose Symbolic instruction Code / kode instruksi sinbolis serba guna milik pemula) dikembangkan pada pertengahan tahun 1960-an dan digunakan sebagai alat penddikan; tahun 1980-an, penterjemah BASIC sering disertakan dengan perangkat lunak sistem untuk PC. Pascal dikembangkan pada awal tahun 1970-an dan selama 1980-an digunakan secara luas dalam program ilmu komputer untuk memperkenalkan siswa dengan perhitungan. Ada dikembangkan atas inisiatif Departemen Pertahanan AS dengan tujuan untuk mengembangkan bahasa tingkat tinggi yang sesuai untuk sistem komputer tertanam yang tipikalnya diimplementasikan menggunakan mikroprosesor. Desain akhir dari bahasa diterima tahun 1979, bahasa itu dinamakan sehagai penghormatan untuk Ada Lovelace, yang mengembangkan instruksi untuk melakukan perhitungan pada sebuah mesin analitis pada awal tahun 1800-an. C adalah sebuah bahasa serbaguna yang berevolusi dari dua bahasa. BCPL dan B, yang dikembangkan di Bell Laboratories. Inc pada akhir tahun 1960-an. Tahun 1972, Dennis Ritchie mengembangkan dan mengimplementasikan penyusun C pertama pada komputer DEC PDP-11 di Bell Laboratories. Inc. Bahasa tersebut aslinya dikembangkan untuk menulis Sistem Operasi UNIX. Hingga waktu tersebut, kebanyakan sistem operasi ditulis dalam bahasa kumpulan. C menjadi sangat populer untuk pengembangan sistem karena ia independen dari perangkat keras (tidak seperti kode kumpulan). Karena popularitasnya baik dalam industri dan akademika. makin. jelas bahwa dibutuhkan sebuah definisi standar dari hal tersebut. Sebuah komite dari American National Standards Institute (ANSI) dibuat tahun 1983 untuk memberikan definisi yang tidak mendua dan independen dari mesin dari C. Tahun 1989, standar ANSI C disetujui. C++ adalah sebuah bahasa pemprograman berorientasi objek yang merupakan kumpulan lebih tinggi dari bahasa C. Kebanyakan dari perkembangan awal C++ dibuat pada pentengahan tahun 1980-an oleh Bjarne Stroustrup di Bell Laboratories, Inc. tanpilan utama yang ditambahkan C++ kepada C adalah warisan, kelas abstrak, operator berlebihan, dan sebuah bentuk dari pengikatan jenis dinamis (fungsi virtual). Selama tahun 1990-an, C++ menjadi bahasa pemprograman dominan untuk aplikasi dalam bidang berbeda seperti ilmu teknik, keuangan, telekomunikasi, sistem tertenam, dan desain dibantu komputer. Tahun 1997, International Standards Organization (ISO) menyetujui sebuah standar untuk C++.
Melaksanakan sebuah Program Komputer. Sebuah program ditulis dalam bahasa tingkat tinggi, seperti C, harus diterjemahkan ke dalam bahasa mesin sebelum instruksi bisa dilaksanakan oleh komputer. Sebuah program khusus yang disebut penyusun/compiler digunakan untuk melakukan translasi ini. Jadi. untuk mampu menulis dan melaksanakan program C pada sebuah computer, perangkat lunak kompuler itu harus memasukan sebuah penyusun C.
Bila ada kesalahan (sering disebut bug/kuman) dideteksi oleh penyusun selama kompilasi, pesan kesalahan yang sesuai dicetak. Kita harus memperbaiki pernyataan program kita dan kemudian melakukan langkah kompilasi lagi. Kesalahan yang diidentifikasikan selama tahap ini disebut kesalahan menyusun, atau kesa1ahan waktu menyusun. Sebagai contoh, bila kita ingin membagi nilai yang disimpan dalam sebuah variabel yang disebut sum dengan 3, rumus yang benar dalam C adalah sum/3, bila kita menulis secara tidak benar rumus itu menggunakan garis miring terbalik/backslash, seperti sum\3, kita akan mendapat!an kesalahan penyusun. Bila tidak ada kesalahan penyusun, penyusun membuat sebuah program dalam bahasa mesin yang melakukan langkah-langkah yang ditentukan oleh program C asli. Program C asli dianggap sebagai program sumber, dan versi bahasa mesin disebut program objek. Jadi, program sumber dan program objek menyebutkan langkah sang sama, tetapi program sumber ditentukan dalam bahasa tingkat tinggi dan program objek ditentukan dalam bahasa mesin.
Saat program telah mcnyusun dengan benar. Langkah tambahan diperlukan untuk menyisipkan program objek untuk eksekusi/pelaksanaan. Persiapan ini melibatkan mengaitkan pernyataan bahasa mesin lainnya dengan program objek dan kemudian memasukkan/loading program ke dalam memori. Setelah langkah pengaitan dan pemasukan ini telah dilaksanakan oleh komputer. Kesalahan baru yang disebut kesalahan pelaksanaan, kesalahan waktu kerja, kesalahan logika, atau kuman program, bisa diidentifikasikan dalam tahap ini. Kesalahan pelaksanaan sering menyebabkan terminasi sebuah program. Sebagai contoh, pernyataan program bisa berusaha untuk melakukan sebuah pembagian oleh nol, yang membuat sebuah kesalahan pelaksanaan. Beberapa kesalahan pelaksanaan tidak menghentikan program dari pelaksanaan, tetapi mereka menyebabkan hasil yang tidak benar untuk dihitung. Jenis kesalahan ini bisa disebabkan oleh kesalahan pembuat program dalam menentukan langkah yang benar dalam solusi dan oleh kesalahan dalam data yang diproses oleh program. Saat kesalahan pelaksanaan terjadi karena kesa1ahan dalam pernyataan program, kita harus memperbaiki kesalahan dalam program somber dan kemudian memulai lagi dengan langkah penyusunan. Bahkan saat sebuah program muncul untuk me1aksanakan secara benar, kita harus memeriksa hasilnya dengan hati-hati untuk yakin bahwa mereka benar. Komputer akan melakukan langkah-angkah dengan tepat seperti yang kita sebutkan. Bila kita menyebutkan langkah yang salah, komputer akan melaksanakan langkah yang salah ini (tetapi sah secara .sintaksis) dan menyajikan kepada kita sebuah jawaban yang tidak benar.
Proses penyusunan, pengaitan/pemasukan, dan pelaksanaan diberikan secara garis besar dalam Gambar 1.4 proses mengubah sebuah program bahasa kumpulan menjadi bahasa biner dilakukan oleh sebuah program pengumpul/assemoler dan proses vang sesuai dengan disebut pengumpulan. Pengaitan/pemasukan, dan pelaksanaan.
Melaksanakan .sebuah Program MATLAB. Dalam lingkungan MATLAB, kita dapat mengembangkan dan melaksanakan program, atau naskah, yang berisi perintah MATLAB. Kita juga dapat melaksanakan sebuah perintah MATLAB, mengamati hasilnya, dan kemudian melaksanakan perintah MATLAB lainnya yang berinteraksi dengan informasi dalam memory. mengamati hasilnya, dan seterusnya. Lingkungan interaktif ini idak membutuhkan kompilasi formal, pengaitan/pemasukan, dan proses pelaksanaan yang kami gambarkan untuk bahasa komputer tingkat-tinggi. Namun, kesalahan dalam sintaksis dari perintah MATLAB dideteksi saat lingkungan MATLAB berusaha untuk menterjemahkan perintah, dan kesa1ahan logika bisa menyebabkan kesalahan pelaksanaan saat lingkungan MATLAB berusaha untuk melaksanakan perintah itu.
Siklus Hidup Perangkat Lunak. Tahun 1955, biaya sebuah solusi komputer tipikal diperkirakan dipecahkan sebagai berikut : lima belas persen untuk pengembangan perangkat lunak dan 85% untuk perangkat keras komputer yang terkait. Selama bertahnn-tahun, biaya perangkat keras menurun secara dramatis, sementara biaya perangkat lunak meningkat. Tahun 1995 diperkirakan bahwa jumlah ini telah berubah dengan 85% biaya untuk perangkat lunak dai 15% untuk perangkat keras. Dengan mayoritas biaya sebuah solusi komputer yang berada dalam pengembangan perangkat lunak, perhatian besar telah diberikan untuk pemahaman pengembangan sebuah solusi perangkat lunak.
Pengembangan dari sebuah proyek perangkat lunak umumnya mengikuti langkah yang disebutkan. atau siklus, yang secara kolektif disebut siklus hidup perangkat lunak. Langkah ini tipikalnya meliputi definisi proyek. spesifikasi yang rinci, pengujian pembuatan kode dan modular, pengujian terpadu. dan pemeliharaan. Data menunjukkan bahwa persentase keterlibatan usaha yang sesuai bisa dihitung seperti yang diperlihatkan dalam Tabel 1-2. Dari perhitungan ini, jelaslah bahwa pemeliharaan perangkat lunak mengkontribusikan sebuah bagian besar dari biaya sebuah sistem perangkat lunak. Pemeliharaan ini meliputi penambahan penguatan untuk perangkat lunak, memperbaiki kesalahan yang diidentifikasikan saat perangkat lunak digunakan, dan mengadaptasi perangkat lunak untuk bekerja dengan perangkat keras dan lunak yang baru. Kenyamanan penyediaan pemeliharaan secara langsung terkait dengan definisi dan spesifikasi asli dari solusi, karena langkah-langkah ini meletakan dasar untuk seluruh proyek. Proses pemecahan-masalah yang kami sajikan dalam bagian berikutnya menekanknn kebutuhan untuk mendefiniskan dan menyebutkan solusi dengan hati-hati sebelum memberi kode atau mengujinya.
Salah satu teknik yang telah berhasil dalam mengurangi biaya pengembangan perangkat lunak, dalam konteks waktu dan uang adalah pengembangan prototipe pcrangkat lunak. Bukannya menunggu hingga sistem perangkat lunak telah berkembang untuk membiarkan pemakai bekerja dengannya, sebuah prototipe dan sistem dikembangkan lebih awal dalam
TABEL 1-2 Fase Siklus Hidup Perangkat Lunak
SIKLUS HIDUP PERSEN USAHADefinisi 3 %
Spesifikasi 15 %
Pemberian Kode dan Pengujian modular 14 %
Pengujian terpadu 8 %
Pemeliharaan 60 %
siklus hidup. Prototipe ini tidak memiliki semua fungsi yang dibutuhkan dari perangkat lunak akhir. tetapi ia membiarkan pemakai untuk menggunakannya lebih awal dalam siklus hidup dan untuk membuat modifikasi yang diinginkan kepada spesifikasi itu. Membuat peruhahan lebih awal dalam siklus hidup adalah efektif biaya dan efektif waktu. Karena perintah yang kuat dan kemampuan grafisnya, MATLAB khususnya efektif dalam mangambangkan prototipe perangkat lunak. Saat prototipe MATLAB melakukan operasi yang diinginkan dengan benar dan pemakainva senang dengan interaksi pemakai-perangkat lunak tersebut, solusi akhirnya bisa merupakan program MATLAB, atau solusi akhirnya bisa diubah menjadi bahasa lain untuk implementasi dengan sebuah komputer tertentu atau bagian dari alat.
Sebagai seorang insinyur, sangatlah mungkin bahwa anda akan jauh lebih sederhana bila perangkat lunak yang ada itu terstruktur baik dan mudah dibaca dan bila dokumentasi yang menemani perangkat lunak itu up-to-date dan tertulis jelas. Bahkan dengan alat yang kuat seperti MATLAB, amatlah penting untuk menulis kode yang terstruktur baik dan bisa dibaca. Untuk alasan ini, kami menekankan pentingnya pengembangan kebiasaan baik yang membuat perangkat lunak lebih mudah dibaca dan didokumentasikan sendiri.
SEBUAH METODOLOGI PEMECAHAN-MASALAH TEKNIK
Pemecahan masalah adalah sebuah bagian kunci bukan hanya dari pelajaran teknik, tetapi juga pelajaran dalam ilmu komputer, matematika, fisika & kimia. Karenanya, penting untuk memiliki sebuah pendekatan yang konsisten untuk memecahkan masalah, Juga berguna bila pendekatan itu cukup umum untuk bekerja untuk semua bidang berbeda ini, sehingga kita tidak perlu belajar satu teknik untuk memecahkan teknik matematika, sebuah teknik berbeda untuk memecahkan masalah fisika, dan seterusnya. Teknik pemecahan masalah yang kami sajikan cocok untuk masalah teknik dan bisa dibuat khusus untuk memecahkan masalah dalam bidang lainnya juga. Namun, kami menggunakan sebuah komputer untuk membantu memecahkan masalah.
Proses itu, atau metodologi, urtuk pemecahan masalah yang akan kami gunakan di sepanjang buku ini memiliki lima langkah :
- Nyatakan masalahnya dengan jelas.
- Gambarkan informasi input dan output
- Kerjakan masalah dengan tangan (atau dengan sebuah kalkulator) untuk sekumpulan data sederhana.
- Kembangkan sebuah solusi MATLAB.
- Menguji solusinya dengan beragam data.
Sekarang kita membahas setiap langkah itu, dengan menggunakan data yang dikumpulan dari sebuah percobaan laboratorium fisika sebagai contoh. Asumsikan bahwa kita telah mengumpulkan sekumpulan temperatur dari sebuah sensor pada sebuah alat yang digunakan dalam sebuah percobaan. Pengukuran temperatur diambil setiap 30 detik, selama 5 menit, selama percobaan. Kita ingin menghitung temperatur rata-rata, dan kita juga ingin menggambarkan nilai tamperatur itu.
1.3.1 Pernyataan Masalah
Langkah pertama adalah menyatakan masalah dengan jelas. Sangatlah penting untuk memberikan sebuah pernyataan masalah yang jelas dan ringkas, untuk menghindari suatu kesalahpahaman. Untuk contoh ini, pernyataan masalahnya adalah sebagai berikut :
Hitunglah rata-rata dari sekumpulan temperatur. Kemudian gambarkan nilai waktu dan temperaturnya.
1.3.2. Penggambaran Input/Output
Langkah kedua adalah mengambarkan dengan hati-hati infomasi yang diberikan untuk memecahkan masalah dan kemudian mengidentifikasi nilai yang akan dihitung. Hal ini menggambarkan input dan output untuk masalah dan secara kolektif bisa disebut input/output, atau I/O Untuk banyak permasalahan, adalah berguna untuk membuat sebuah diagram yang memperlihatkan input dan output. Pada titk ini, program itu disebut sebuah abstrasksi karena kita tidak mendefinisikan langkah-langkah untuk menentukan output; malahan kita hanya memperlihatkan informasi yang digunakan untuk menghitung output. Diagram I/O untuk ccntoh ini adalah sebagai berikut :
1.3.3 Contoh Tangan
Langkah ketiga adalah mengerjakan masalah dengan tangan atau dengan menggunakan. sebuah kalkulator, menggunakan sekumpulan data yang sederhana. Langkah ini sangatlah penting dan tidak boleh dilewati, bahkan untuk masalah sederhana. ini adalah 1angkah dimana anda mengerjakan rincian dan solusi untuk masalah. Bila anda tidak dapat mengambil sekumpulan angka sederhana dan menghitung outputnya (baik dengan tangan atau dengan sebuah kalkulator), Anda belum siap untuk meneruskan langkah berikutnya. Anda harus membaca kembali masalahnya dan barangkali mengkonsultasikan bahan referensi. Untuk masalah ini, satu-satunya perhitungan adalah menghitung rata-rata dan sekumpulan nilai temperatur. Asumsikan bahwa kita menggunakan data berikut untuk contoh tangan :
Waktu (menit) Temperatur (derajat F) 0.0 105
0.5 126
1.0 119
Dengan tangan, kita menghitung rata-rata menjadi (105 + 126 + 119)/3, atau 116.6667 derajat F.
1.3.4 Solusi MATLAB
Saat Anda bisa mengerjakan masalah untuk sekumpulan data sederhana, Anda telah siap mengembangkan sebuah algoritma, yang merupakan garis besar langkah demi langkah dan solusi masalah. Untuk masalah sederhana seperti ini, algoritmanya bisa ditulis dengan segera menggunakan perintah MATLAB. Untuk masalah yang lebih rumit, mungkin perlu untuk menulis sebuah garis besar langkah-langkah dan kemudian menguraikan langkah tersebut menjadi langkah yang lebih kecil bisa ditetjemahkan menjadi lebih dekat dengan langkah yang kita gunakan untuk memecahkan masalah teknik. Jadi, proses menentukan langkah-langkah untuk memecahkan masalah juga menentukan perintah MATLAB. Amatilah bahwa langkah MATLAB sangat sesuai dengan langkah solusi dan contoh tangan :
% menghitung temperatur rata-rata dan
% Gambarkan data temperature
%
Waktu = (0.0, 0.5, 1.0) ;
Temperatur = (105, 126, 119) ;
Gambar (waktu, temp), judul (“Pengukuran Temperatur”)
Xlabel (“waktu, menit”)
Ylabel (“temperatur, derajat F”), grid
Perkataan yang mengikuti tanda persen adalah komentar untuk membantu kita dalam membaca pemyataan MATLAB. Bila sebuah pernyataan MATLAB menugaskan atau menghitung sebuah nilai, ia juga mencetak nilai di layar bila pernyataan tidak berakhir dengan sebuah tanda titik-koma. Jadi, nilai dari waktu dan temp tidak akan dicetak. karena pernyataan yang menugaskan mereka dengan nilai yang diakhiri dengan tanda titik-koma. Nilai dari rata-rata akan dihitung dan dicetak di Iayar, karena pernyataan yang dihitung tidak diakhiri dengan sebuah tanda titik-koma. Akhirnya, sebuah gambar dari data waktu dan temperatur akan dibuat.
1.3.5 Pengujian
Langkah akhir dalam proses pemecahan masalah kita adalah pengujian solusi. Pertama kita harus menguji solusinya dengan data dari contoh tangan, karena kita telah menghitung solusi untuknya. Saat pernyataan sebelumnya dilaksanakan, komputer memperlihatkan output berikut:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar