System programming

Banyak orang yang terkesima dengan orang yang memprogram di level kernel sistem operasi; banyak juga yang menganggap wilayah kompilasi atau interpretasi itu sesuatu yang rumit, dan sebaiknya diterima saja, tidak perlu dipelajari.

Sebagian orang bersifat tidak mau tahu. Misalnya ada yang bilang: mengapa belajar assembly atau C/C++, bahasanya nggak dipakai, mendingan belajar PHP, Ruby, Java atau .NET. Orang-orang tersebut tidak menyadari bahwa compiler dan atau runtime bahasa-bahasa tersebut dibuat dengan C dan C++. Sebagian besar library yang dipakai di berbagai bahasa juga diimplementasikan di C/C++.

Sebagian kemampuan prosessor juga tidak akan bisa dimanfaatkan secara maksimal oleh bahasa tingkat tinggi, tanpa bantuin assembly dan atau C/C++. Contoh terbaru adalah instruksi-instruksi STTNI (String & Text New Instructions) yang diperkernalkan di prosessor baru Intel dengan arsitektur Nehalem untuk mempercepat pemrosesan teks (dan parsing XML) tidak akan bisa dilakukan.

Bahkan jika Anda tidak memprogram dalam bahasa C sekalipun, pengetahuan tersebut bisa berguna, misalnya Anda bisa mengoptimasi penggunaan memori dan mengoptimasi kecepatan di PHP. Lihat juga posting saya mengenai Kritik PHP.

Sekarang pertanyaan berikutnya yang mungkin muncul adalah: bagaimana saya belajar pemrograman sistem?

Continue reading System programming

Kritik PHP

PHP merupakan bahasa yang kurang bagus, designnya tidak dipikirkan dengan matang. Banyak sekali keanehan PHP dibanding bahasa lain, dan meskipun PHP sudah mulai agak membaik di versi 5.3 (yang baru dirilis 3 minggu yang lalu), saya masih menunggu PHP6 untuk mencoba lagi.

Kebanyakan orang tidak menyadari bahwa mereka butuh sesuatu, atau bahwa sesuatu itu jelek, sampai mereka diberikan sesuatu yang lebih baik. Di artikel ini saya ingin mengkritik PHP, tapi sebelumnya akan saya contohkan apa yang saya maksud dengan melihat sejarah MySQL.

Awalnya MySQL tidak mendukung transaksi. Komentar pendukung MySQL waktu itu: transaksi itu tidak perlu, yang penting cepat (Bahkan pembuat mysql pun berpikir demikian, coba lihat http://www.genome.ou.edu/mysql_manual.html#Bugs, bagian ” Some things we don’t have any plans to do”). Tapi kemudian transaksi ditambahkan, dengan catatan: kalau mau cepat jangan pakai transaksi. Lalu berikutnya: transaksi adalah salah satu fitur yang kami banggakan.

Nah, saya cukup yakin, isi kritik saya ini kemungkinan akan banyak ditolak oleh orang yang cinta buta pada PHP, setidaknya saat ini. Tapi ketika PHP sudah berkembang, baru akan bisa diterima. Memang begitulah sifat penggemar sesuatu, jadi saya bisa memakluminya.

Saya sendiri pernah memprogram PHP dari sejak PHP3, lalu PHP4, dan sampai awal PHP5. Semakin lama saya mempelajari dan memakai PHP, saya semakin merasakan keterbatasannya. Saya tidak menyangkal bahwa PHP merupakan bahasa yang sangat populer. Namun tidak semua yang populer itu bagus (ingat DBase? Ingat Visual Basic 6? dsb). Bagi pencinta PHP, Anda mungkin bisa berbangga PHP semakin membaik, meski caranya dengan “tambal sulam”, dan meski Anda harus sering menyesuaikan program agar berjalan di PHP terbaru. Mungkin saya akan mencoba lagi PHP di versinya yang keenam, tapi saat ini mari kita bahas satu persatu kelemahan PHP.

Continue reading Kritik PHP

DataStore di Google AppEngine (RDBMS bukan segalanya)

Google AppEngine adalah sebuah layanan Google, di mana kita bisa membuat aplikasi dalam Python atau Java (atau bahasa lain yang memakai virtual machine Java) di infrastruktur milik Google. Secara teori, Anda akan bisa melayani 5 juta pengunjung per bulan secara gratis. Anda bisa membayar ekstra jika ingin mendapatkan resource yang lebih banyak.

Saya akan menceritakan salah satu pengalaman development dengan google appengine, yaitu mengenai bagian pembuatan aplikasi yang scalable, dengan fokus pada DataStore. Menurut saya DataStore merupakan implementasi penyimpanan data yang menarik, yang berbeda dari database relasional yang umum dipakai saat ini.

Ilmu relational database dan SQL hampir tidak dipakai sama sekali di sini. Bahkan operasi Join yang sangat lazim di basis data tidak bisa dilakukan dengan DataStore. Lalu apa kelebihan DataStore? datastore memiliki aneka batasan yang memungkinan Google mendistribusikan data di berbagai server di seluruh dunia. DataStore diiimplementasikan di atas teknologi google yang sudah terbukti, yaitu BigTable.

Continue reading DataStore di Google AppEngine (RDBMS bukan segalanya)

Tutorial Membuat Interpreter/Compiler

Membuat sebuah interpreter/compiler masih merupakan misteri bagi sebagian besar orang. Setelah melihat-lihat aneka kurikulum, dan slide kuliah di berbagai tempat di Indonesia, saya mulai menyadari mengapa. Pertama: dasar teori untuk membuat sebuah compiler/interpreter kurang diajarkan dengan baik, dan yang kedua: mata kuliah kompilasi hanya berisi teori, padahal mempraktikkan pembuatan compiler/interpreter tidaklah sulit

Proses interpretasi/kompilasi dimulai dengan parsing source code. Masalah parsing seharusnya sudah diajarkan di mata kuliah otomata. Parsing akan membuat sebuah parse tree, dan kemudian dikonversi menjadi abstract syntax tree. Untuk menangani pembuatan parser, diperlukan struktur data tree. Pelajaran mengenai tree diajarkan di mata kuliah struktur data.

Continue reading Tutorial Membuat Interpreter/Compiler

Garbage Collection bukan Panasea

Para mahasiswa yang belajar C setelah belajar beberapa bahasa lain (seperti PHP dan Java) biasanya akan kesulitan, karena di C alokasi memori harus diperhatikan dengan sangat detail. Bahkan setiap string harus dialokasi manual. Anda juga harus tahu dengan tepat apakah suatu objek berada di heap atau stack (dalam C *objek* adalah suatu lokasi memori yang bernama).

Detail-detail alokasi memori dan dealokasi memori biasanya tidak dibutuhkan lagi dalam aneka bahasa modern (Java, semua bahasa berhasis .NET, python, php, dsb) karena adanya fitur garbage collection. Tapi Anda akan salah jika menanggap pengetahuan mengenai alokasi dan dealokasi memori tidak diperlukan lagi.
Jika Anda memiliki sebuah list, tree, atau struktur data lain di mana satu objek merefer ke objek lain, dan objek tersebut merefer ke objek lain lagi, maka Anda mulai harus berhati-hati. Jika ternyata masih ada objek yang memegang reference ke “ujung” struktur data (root tree, atau elemen pertama list), maka seluruh elemen yang berhubungan tidak akan dilepaskan.

Garbage collection juga memiliki kelemahan: sifatnya tidak deterministik, kita tidak tahu kapan garbage collection akan dilakukan (sangat tergantung pada komponen yang melakukan garbage collection). Efek pengumpulan sampah di saat yang tidak diinginkan adalah kinerja aplikasi akan terganggu.

Efek lain yang buruk adalah: ketika garbage collection dilakukan, biasanya semua thread harus dihentikan sementara. Ini berarti bahwa kinerja aplikasi bisa sangat terganggu di saat yang tidak diharapkan.

Jadi jika Anda masih mempertanyakan kenapa harus belajar alokasi memori, dan mengapa mahasiswa masih perlu diajari bahasa C, berarti Anda belum paham benar mengenai garbage collection.

Pendidikan Pemrograman Yang Tidak Baik

Seperti telah saya tuliskan sebelumnya, belajar pemrograman secara formal itu perlu, tapi sayangnya beberapa tempat tidak mengajarkan pemrograman dengan baik. Berikut ini beberapa ciri pengajaran pemrograman yang tidak baik:

  1. Terlalu berfokus pada tools tertentu yang trend saat ini. Mahasiswa wajib memakai tools X (misalnya IDE-nya harus Microsoft Visual Studio, atau harus memakai Visual Prolog). Tools akan cepat sekali berganti. Ketika Anda diajari tools X, ketika lulus, tools tersebut mungkin sudah tidak ada, atau tidak didukung lagi. Ingin contoh? DBase dan Visual Basic. Dulu keduanya sempat menjadi tools yang “standar”, tapi sekarang tools tersebut tidak disupport lagi.
  2. Tidak mengikuti perkembangan zaman. Ini ekstreem sebaliknya dari yang pertama, ada yang masih mengajarkan kuliah C dengan standar Pre ANSI-C, dan menggunakan compiler Turbo C++ 2.0, yang dirilis kira-kira 20 tahun yang lalu, dan sudah tidak didukung lagi.
  3. Kurang mengajarkan aspek algoritma. Pada sebagian besar bahasa, sudah tersedia library standar untuk sorting, searching, dsb, tapi tanpa memahami kemampuan dan batasan setiap algoritma, Anda akan menemukan hambatan ketika memproses data dalam jumlah yang besar.
  4. Hanya mengajarkan paradigma tertentu. Umumnya paradigma yang dipakai sekarang adalah object-oriented yang digabung dengan procedural, tapi itu bukan satu-satunya cara menyelesaikan masalah.

Jangan heran jika ternyata lulusan sebuah sekolah/perguruan tinggi komputer tidak bisa memprogram jika pengajarannya tidak benar. Jika Anda ingin menyaring antara orang yang punya dasar pemrograman dan yang tidak, cobalah test sederhana ini.

Write a program that prints the numbers from 1 to 100. But for multiples of three print “Fizz” instead of the number and for the multiples of five print “Buzz”. For numbers which are multiples of both three and five print “FizzBuzz”.

Programmer yang baik akan bisa menuliskan solusinya di atas kertas (tanpa bantuan komputer), dalam beberapa menit.

Representasi Bilangan Desimal di Komputer

Dalam dunia komputer, biasanya kita menggunakan representasi floating point untuk menyimpan bilangan desimal. Namun itu bukan satu-satunya representasi yang ada. Ada beberapa representasi lain yang berupa fixed point, misalnya BCD (binary coded decimal), Chen-Ho, dan DCD (Densely Coded Decimal). Jika diperlukan Anda pun bisa membuat representasi sendiri, sesuai yang Anda mau.

Metode penyimpanan yang ada tersebut dibuat dengan tujuan yang berbeda-beda, misalnya tujuan utama representasi floating point adalah dapat menampung angka dalam range yang besar, tapi dengan presisi yang berkurang/terbatas. Floating point juga biasanya basis 2, sehingga lebih cepat dieksekusi di komputer yang memakai binary logic (perlu dicatat, tidak semua komputer memakai binary logic).

Representasi desimal yang lain bertujuan agar dapat merepresentasikan bilangan secara eksak, namun rangenya terbatas. Variasi representasi dibuat untuk berbagai tujuan, misalnya DCD dibuat agar memori yang diperlukan lebih sedikit.
Continue reading Representasi Bilangan Desimal di Komputer

Struct vs Union

Posting ini merupakan jawaban saya pada sebuah pertanyaan di milis linux-programming (Juli 2007). Saya posting di sini karena mungkin akan berguna bagi pemula dalam C.

Struct berguna untuk mengelompokkan data. Contoh: struktur mahasiswa mungkin memiliki NIM, nama, dst. Rasanya ini mudah dimengerti.

Union: untuk memberi beberapa nama untuk satu lokasi memori. Ini yang biasanya yang sulit dimengerti oleh yang baru belajar C. Saya berikan beberapa contoh:

#include <stdio.h>

union {
      int a;
      int b;
} a_dan_b;


int main() 
{
	a_dan_b.a = 5;
	printf("%d\n", a_dan_b.b);
	return 0;
}

Apa hasil keluaran program itu? Jawabnya adalah 5, karena a dan b menempati lokasi memori yang sama. Kita bisa menambahkan banyak variabel di union. Jika tipe variabel itu sama, maka nilainya akan sama. Kita bisa membuat union dari tipe yang berbeda juga, misalnya:

Continue reading Struct vs Union

Mengenal fitur bahasa: Tipe Enumerasi

Sebagian orang menganggap bahasa hanya sebagai alat, dan memakai bahasa apapun sama saja. Sebagian lagi fanatik terhadap suatu bahasa, dan menganggap bahasa yang lain itu jelek. Menurut saya yang benar ada di antara keduanya itu. Dalam banyak hal, memakai bahasa apa saja sama saja, tapi dalam kasus tertentu bahasa tertentu lebih baik dari bahasa yang lain.

Memprogram embedded system dalam C akan lebih mudah dibanding dengan menggunakan Pascal misalnya. Penggunaan C dalam embedded system juga menghemat memori, yang akan menghemat biaya produksi alat. Untuk dapat menggunakan suatu bahasa dengan baik, kita perlu mengetahui mengapa fitur tertentu ada di suatu bahasa, dan kapan sebaiknya kita memanfaatkannya.

Dalam kesempatan ini, saya akan membahas penggunakan tipe enumerasi (enum), yang jarang digunakan programmer pemula. Tipe ini banyak diajarkan di berbagai kuliah atau buku, tapi hal yang kurang dibahas adalah mengapa kita sebaiknya memakai tipe enumerasi dibandingkan menggunakan konstanta integer.

Tipe enumerasi adalah tipe di mana nilai yang mungkin disebutkan satu per satu oleh programmer. Misalnya tipe hari yang terdiri dari Senin, Selasa, Rabu, Kamis, Jumat, Sabtu, dan Minggu. Banyak bahasa pemrograman memiliki tipe enumerasi, misalnya C, Pascal, C#, Java 5 ke atas, Ada, dan Visual Basic.

Continue reading Mengenal fitur bahasa: Tipe Enumerasi

Perlukah kuliah untuk bisa memprogram?

Perlukah “kuliah” (mengambil pendidikan formal di universitas) untuk bisa memprogram?. Jawaban singkatnya: perlu jika Anda ingin menjadi programmer yang baik (kecuali Anda orang jenius yang rajin belajar).

Sebelum memulai argumen saya, saya perlu memberitahu bahwa perbedaan antara programmer yang baik dan programmer yang buruk sangat besar. Dalam suatu riset yang membandingkan programmer terbaik dan programmer terburuk dalam suatu perusahaan, programmer yang terbaik dibanding programmer terburuk dapat membuat program 20 kali lebih cepat, dapat mendebug 25 kali lebih cepat, membuat program yang 5 kali lebih kecil yang berjalan 10 kali lebih cepat (buku Code Complete halaman 548).

Ketika kakek saya membuat rumah, dia tidak membutuhkan arsitek. Ketika bapak saya membuat rumah kami yang pertama, dia juga tidak membutuhkan arsitek. Bagi yang berpikiran sangat sempit, mungkin dia akan segera berpikir: sekolah arsitek itu tidak perlu, anak STM saja sudah cukup. Beberapa tukang bangunan yang cuma lulusan SD pun bisa membangun rumah sederhana di perkampungan.

Coba lihat berapa jumlah rumah di Indonesia yang dibangun tanpa arsitek. Sebagian juga berpikir arsitek itu tidak perlu, mereka bahkan tidak tahu harga pasir termurah di desa ini di mana. Anda yang berpikiran waras tentunya akan segera melihat, bahwa membuat gedung tinggi, apalagi pencakar langit, tidak bisa dilakukan orang yang tidak memiliki pendidikan arsitektur.

Membuat program komputer sederhana, dan aplikasi bisnis untuk sebuah perusahaan kecil bisa dilakukan tanpa perlu kuliah. Kebanyakan aplikasi bisnis hanyalah menerjemahkan ke logika bisnis ke dalam program sederhana yang sudah difasilitasi dengan aneka library. Tapi jika Anda berpikir membuat aplikasi bisnis yang besar hanya sekedar membuat form dan report Anda salah besar. Bagaimana Anda bisa membuat sistem yang bisa menangani ratusan ribu transaksi per detik?

Continue reading Perlukah kuliah untuk bisa memprogram?