Modul Ajar Informatika Kelas 9 SMP: Berpikir Komputasional (Bab 1)

Pembelajaran struktur data non-linier pohon (tree) dan graf (graph), algoritma penelusuran jalur (BFS dan DFS), pemodelan logika relasional, dan penyelesaian masalah optimasi komputasi.

Capaian dan tujuan pembelajaran

  • Peserta didik mampu menjelaskan karakteristik struktur data pohon (tree) dan graf (graph).
  • Peserta didik mampu menerapkan algoritma BFS dan DFS untuk menelusuri simpul pada jaringan graf.
  • Peserta didik mampu merancang solusi efisien untuk menyelesaikan masalah optimasi diskrit (Knapsack/jalur terpendek).

Materi pokok & uraian konsep pembelajaran

Bab Berpikir Komputasional kelas 9 memperdalam kecakapan pemodelan data non-linier dan perancangan algoritma penelusuran graf untuk menyelesaikan persoalan jaringan interkoneksi kompleks.

Peserta didik mempelajari konsep simpul (*node/vertex*) dan sisi (*edge*) pada struktur data graf berarah/tidak berarah, hierarki pohon biner (*binary tree*), penelusuran jalur melebar (*Breadth-First Search* / BFS), serta penelusuran mendalam (*Depth-First Search* / DFS).

Materi ini melatih nalar peserta didik dalam memecahkan tantangan optimasi diskrit seperti *Knapsack Problem* (pemilihan barang bernilai maksimal dengan batas kapasitas beban) dan pencarian rute terpendek (*Dijkstra*) pada jaringan transportasi cerdas.

Peta subtopik bahasan

  • Struktur Data Pohon (Tree) dan Graf (Graph)

    Menelaah komponen root, child, parent, leaf pada pohon, serta simpul dan sisi pada representasi graf.

  • Algoritma Penelusuran Jalur BFS dan DFS

    Menganalisis strategi traversal graf melebar lapis demi lapis (BFS) dan menjelajah jalur terdalam (DFS).

  • Optimasi Jalur Terpendek pada Jaringan Graf

    Menemukan rute paling efisien pada peta berbobot menggunakan konsep algoritma serakah (greedy).

  • Pemecahan Masalah Knapsack dan Logika Kompleks

    Merancang strategi pemilihan objek bernilai optimum dengan keterbatasan bobot kapasitas.

Istilah kunci dan glosarium

Graph
Struktur data non-linier yang terdiri atas kumpulan simpul (vertices) yang dihubungkan oleh sejumlah sisi atau garis (edges).
Tree
Bentuk khusus dari graf tidak berarah yang terhubung dan tidak memiliki sirkuit tertutup (siklus), berakar pada satu simpul utama (root).
BFS
Breadth-First Search, algoritma penelusuran graf yang mengunjungi seluruh simpul tetangga pada level yang sama sebelum turun ke level berikutnya.
DFS
Depth-First Search, algoritma penelusuran graf yang menjelajahi satu cabang jalur sedalam mungkin sebelum melakukan penelusuran balik (backtracking).
Knapsack Problem
Persoalan optimasi kombinatorial klasik untuk memilih sekumpulan barang dengan nilai total tertinggi tanpa melebihi batas daya tampung tas.

Instrumen asesmen formatif & contoh soal pembelajaran

5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.

Soal 1

Perbedaan mendasar antara struktur data Pohon (*Tree*) dan Graf (*Graph*) adalah...

  • A. Pohon tidak memiliki simpul sama sekali
  • B. Pohon adalah graf terhubung yang memiliki satu simpul akar (*root*) dan tidak memiliki jalur melingkar tertutup (*siklus/loop*)
  • C. Graf hanya dapat memiliki maksimal dua cabang
  • D. Pohon hanya digunakan untuk menyimpan huruf
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: Pohon adalah subtipe graf yang bersifat asiklik (bebas siklus) dan berhierarki dari simpul akar hingga daun.

Soal 2

Algoritma penelusuran graf yang memanfaatkan struktur data Antrean (*Queue*) untuk mengunjungi semua simpul tetangga terdekat lapis demi lapis adalah...

  • A. Depth-First Search (DFS)
  • B. Breadth-First Search (BFS)
  • C. Binary Search
  • D. Bubble Sort
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: BFS menggunakan mekanisme antrean (Queue/FIFO) untuk memastikan semua simpul pada tingkat kedalaman yang sama diproses terlebih dahulu.

Soal 3

Sebuah aplikasi navigasi jalan mencari rute jalan tol tercepat dari Kota A ke Kota E dengan memperhitungkan jarak kilometer pada setiap ruas jalan. Representasi data peta yang paling tepat digunakan adalah...

  • A. Graf berbobot (*weighted graph*)
  • B. Tumpukan (Stack)
  • C. Tabel satu kolom
  • D. Pohon biner murni
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan A

Pembahasan: Graf berbobot (*weighted graph*) memodelkan kota sebagai simpul (*node*) dan jalan sebagai sisi (*edge*) yang memiliki nilai bobot jarak (km) atau waktu tempuh.

Soal 4

Seorang penjelajah memiliki tas ransel dengan batas beban maksimal 10 kg. Tersedia 3 barang: Barang A (bobot 6 kg, nilai Rp60.000), Barang B (bobot 5 kg, nilai Rp50.000), dan Barang C (bobot 4 kg, nilai Rp45.000). Kombinasi barang utuh yang memberikan nilai ekonomi tertinggi adalah...

  • A. Barang A dan B (total 11 kg)
  • B. Barang A dan C (total 10 kg, nilai Rp105.000)
  • C. Barang B dan C (total 9 kg, nilai Rp95.000)
  • D. Barang A saja (total 6 kg, nilai Rp60.000)
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: Barang A + C berbobot 6 kg + 4 kg = 10 kg (pas sesuai kapasitas) dan menghasilkan total nilai maksimal Rp60.000 + Rp45.000 = Rp105.000.

Soal 5

Teknik penelusuran DFS (*Depth-First Search*) mengandalkan prinsip struktur data...

  • A. Queue (FIFO)
  • B. Stack (LIFO / Backtracking)
  • C. Array dua dimensi
  • D. Tabel Hash
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: DFS mengeksplorasi cabang terdalam dan melakukan *backtracking* (mundur ke simpul persimpangan sebelumnya) yang bekerja secara alami menggunakan prinsip Stack (LIFO).

Petunjuk penggunaan berkas

Setelah mengunduh berkas perangkat ajar, ikuti langkah berikut untuk menggunakannya secara optimal:

  1. Buka dokumen menggunakan Microsoft Word, Google Docs, atau LibreOffice.
  2. Sesuaikan identitas satuan pendidikan, nama guru pengampu, NIP, serta alokasi waktu kelas.
  3. Cetak instrumen asesmen atau bagikan lembar kerja (LKPD) kepada peserta didik.

Bahan ajar Informatika lainnya

  • Berpikir Komputasional

    Informatika SMP Kelas 7 · Semester 1

  • Teknologi Informasi dan Komunikasi

    Informatika SMP Kelas 7 · Semester 1

  • Sistem Komputer

    Informatika SMP Kelas 7 · Semester 1