Dalam lanskap teknologi informasi yang terus berkembang, kebutuhan akan pengembangan perangkat lunak yang lebih cepat, efisien, dan mudah dipelihara selalu menjadi prioritas utama. Evolusi bahasa pemrograman mencerminkan pencarian abadi ini, berawal dari instruksi biner yang rumit hingga mencapai tingkat abstraksi yang memungkinkan pengembang untuk berfokus pada logika bisnis dan tujuan, bukan pada detail implementasi tingkat rendah. Di antara tahapan evolusi ini, munculnya Bahasa Generasi Keempat, atau yang lebih dikenal dengan 4GL (Fourth-Generation Language), menandai sebuah pergeseran paradigma yang signifikan dalam cara kita membangun dan berinteraksi dengan sistem perangkat lunak.
Bahasa Generasi Keempat adalah kategori bahasa pemrograman yang dirancang untuk meningkatkan kecepatan pengembangan aplikasi dengan cara yang jauh lebih abstrak dibandingkan dengan bahasa generasi ketiga (3GL) seperti C, Java, atau COBOL. Inti dari 4GL adalah kemampuannya untuk beroperasi pada tingkat yang lebih tinggi dari abstraksi, memungkinkan pengembang untuk menjelaskan "apa" yang mereka inginkan, alih-alih merinci "bagaimana" komputer harus melakukannya. Pendekatan deklaratif ini bertujuan untuk mengurangi jumlah kode yang perlu ditulis secara manual, mempercepat siklus pengembangan, dan membuat perangkat lunak lebih mudah dipahami oleh orang-orang yang kurang familiar dengan detail pemrograman.
Artikel ini akan menjelajahi secara mendalam seluk-beluk Bahasa Generasi Keempat. Kita akan menelusuri sejarah dan konteks kemunculannya, menguraikan karakteristik utamanya, mengidentifikasi berbagai kategori dan jenis 4GL, memberikan contoh-contoh populer, menganalisis keuntungan dan kekurangannya, serta menempatkannya dalam konteks modern, termasuk relevansinya dengan tren low-code/no-code yang semakin populer saat ini. Pemahaman yang komprehensif tentang 4GL tidak hanya memberikan wawasan historis tentang evolusi bahasa pemrograman, tetapi juga mengungkapkan prinsip-prinsip abadi yang terus membentuk masa depan pengembangan perangkat lunak.
Untuk memahami sepenuhnya signifikansi Bahasa Generasi Keempat, kita perlu melihat kembali evolusi bahasa pemrograman dan masalah yang berusaha dipecahkan oleh 4GL. Sejarah bahasa pemrograman umumnya dibagi menjadi beberapa generasi:
Ini adalah bahasa tingkat terendah: kode mesin. Instruksi ditulis langsung dalam biner (0s dan 1s), yang secara langsung dipahami oleh CPU. Pemrograman dalam 1GL sangat rumit, rawan kesalahan, dan sangat spesifik untuk arsitektur CPU tertentu. Produktivitas sangat rendah.
Muncullah bahasa assembly. Ini menggunakan singkatan mnemonik (seperti ADD, MOV, JMP) untuk merepresentasikan instruksi kode mesin. Meskipun masih tingkat rendah dan spesifik platform, assembly jauh lebih mudah dibaca dan ditulis daripada kode mesin. Namun, tetap membutuhkan pemahaman mendalam tentang arsitektur perangkat keras dan produktivitas masih terbatas.
Ini adalah "bahasa tingkat tinggi" yang kita kenal sekarang, seperti FORTRAN, COBOL, C, C++, Java, Python, dan C#. 3GL jauh lebih dekat dengan bahasa manusia dan lebih jauh dari kode mesin. Mereka menggunakan struktur sintaksis yang memungkinkan ekspresi logika yang kompleks dan seringkali portabel di berbagai platform dengan kompilasi ulang. 3GL memperkenalkan konsep-konsep seperti variabel, fungsi, loop, dan struktur data yang memungkinkan pengembang untuk menulis program yang jauh lebih kompleks dan efisien. Namun, meskipun produktivitasnya jauh lebih tinggi daripada 1GL dan 2GL, tetap saja membutuhkan banyak baris kode untuk menyelesaikan tugas-tugas bisnis yang relatif sederhana, terutama yang berkaitan dengan pengelolaan data dan antarmuka pengguna.
Pada tahun 1970-an dan 1980-an, dunia bisnis mengalami peningkatan pesat dalam adopsi komputer. Namun, ada kesenjangan yang tumbuh antara kebutuhan bisnis yang cepat berubah dan kemampuan departemen TI untuk mengembangkan aplikasi yang diperlukan menggunakan 3GL. Fenomena ini sering disebut sebagai "krisis pengembangan perangkat lunak" atau "kesenjangan produktivitas aplikasi." Pengembang 3GL menghabiskan banyak waktu untuk menulis kode prosedural yang berulang untuk tugas-tugas umum seperti mengambil data dari database, memformat laporan, atau membangun antarmuka pengguna dasar.
Kesenjangan ini menciptakan kebutuhan akan alat dan bahasa yang memungkinkan:
Di sinilah 4GL melangkah masuk. Istilah "Bahasa Generasi Keempat" pertama kali dipopulerkan oleh James Martin pada tahun 1980-an untuk menggambarkan bahasa pemrograman tingkat yang jauh lebih tinggi yang bertujuan untuk meningkatkan produktivitas pengembang hingga sepuluh kali lipat dibandingkan 3GL. Martin membayangkan 4GL sebagai alat yang memungkinkan pengembangan aplikasi dengan perintah yang lebih sedikit, lebih deskriptif, dan seringkali visual.
Bahasa Generasi Keempat memiliki beberapa karakteristik khas yang membedakannya dari generasi sebelumnya dan yang menjadi dasar filosofi pengembangannya:
Ini adalah ciri paling fundamental dari 4GL. Berbeda dengan 3GL yang bersifat prosedural (Anda harus menentukan bagaimana komputer harus melakukan sesuatu, langkah demi langkah), 4GL bersifat non-prosedural atau deklaratif. Artinya, Anda hanya perlu menentukan apa yang Anda inginkan sebagai hasilnya, dan sistem 4GL akan menentukan sendiri bagaimana cara mencapai hasil tersebut.
SELECT nama, gaji FROM karyawan WHERE departemen = 'IT'; Anda tidak perlu menjelaskan bagaimana database harus mencari tabel karyawan, mengindeksnya, atau memfilter baris. Anda hanya menyatakan hasil yang diinginkan: nama dan gaji karyawan dari departemen IT.4GL menyembunyikan sebagian besar detail implementasi tingkat rendah dari pengembang. Ini berarti pengembang tidak perlu khawatir tentang manajemen memori, alokasi sumber daya CPU, atau interaksi hardware yang rumit. Mereka bekerja dengan konsep-konsep yang lebih dekat dengan domain bisnis atau masalah yang sedang dipecahkan.
Banyak 4GL dirancang untuk memecahkan jenis masalah tertentu atau beroperasi dalam domain aplikasi tertentu. Mereka tidak dimaksudkan untuk menjadi bahasa tujuan umum (general-purpose) seperti C++ atau Java. Sebaliknya, mereka sangat efisien dalam tugas-tugas yang telah ditentukan sebelumnya.
Salah satu tujuan utama 4GL adalah memungkinkan pengembang untuk membangun aplikasi atau fitur baru dalam waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan dengan 3GL. Ini dicapai melalui kombinasi abstraksi tinggi, sintaksis deklaratif, dan seringkali alat visual.
Karena sifatnya yang deklaratif dan abstraksi yang tinggi, 4GL secara signifikan mengurangi jumlah baris kode yang perlu ditulis oleh pengembang. Satu baris kode 4GL mungkin setara dengan puluhan atau bahkan ratusan baris kode 3GL.
Bahasa Generasi Keempat tidaklah monolitik; ada berbagai jenis yang melayani tujuan yang berbeda. Beberapa kategori utama meliputi:
Dirancang untuk mengambil dan memanipulasi data dari database. Mereka memungkinkan pengguna untuk menentukan kriteria pengambilan data tanpa harus merinci proses pencarian atau indeks yang digunakan oleh database.
Alat yang memungkinkan pengguna untuk dengan mudah membuat laporan yang diformat dari data database. Pengguna dapat mendefinisikan tata letak laporan, filter data, dan agregasi tanpa menulis kode prosedural yang rumit.
Ini adalah alat yang memungkinkan pengembangan aplikasi lengkap, seringkali dengan antarmuka pengguna grafis (GUI), melalui pendekatan visual (drag-and-drop) dan konfigurasi properti. Mereka menyembunyikan kompleksitas interaksi sistem operasi dan manajemen event.
Meskipun sering tumpang tindih dengan bahasa kueri (seperti DML di SQL), kategori ini secara spesifik berfokus pada perintah untuk memasukkan, memperbarui, dan menghapus data dalam database. Tujuannya adalah untuk menyatakan perubahan data yang diinginkan tanpa merinci detail implementasi penyimpanan.
INSERT, UPDATE, DELETE dari SQL.Meskipun mungkin tidak terlihat seperti bahasa pemrograman tradisional, spreadsheet modern seperti Microsoft Excel dapat dianggap sebagai 4GL. Mereka memungkinkan pengguna untuk mendefinisikan logika bisnis dan perhitungan menggunakan formula deklaratif dalam sel dan rentang. Dengan fungsi-fungsi yang kuat, tabel pivot, dan grafik, Excel memberdayakan pengguna akhir untuk membuat aplikasi yang kompleks untuk analisis data dan pemodelan tanpa menulis kode prosedural.
SUMIF, VLOOKUP, atau bahkan array formula memungkinkan ekspresi logika yang sangat kompleks.Beberapa paket perangkat lunak yang dirancang untuk analisis data, statistik, dan pengambilan keputusan juga menunjukkan karakteristik 4GL. Mereka memungkinkan pengguna untuk menentukan analisis yang diinginkan atau model statistik tanpa harus menulis algoritma komputasi secara manual.
Mari kita selami beberapa contoh 4GL yang paling berpengaruh dan banyak digunakan untuk memahami bagaimana prinsip-prinsip ini diwujudkan dalam praktik.
SQL adalah contoh klasik dan paling universal dari Bahasa Generasi Keempat. Dirancang khusus untuk mengelola data yang disimpan dalam sistem manajemen basis data relasional (RDBMS). Intinya, SQL adalah bahasa deklaratif yang memungkinkan Anda untuk:
SELECT untuk menentukan kolom mana yang ingin Anda lihat, dari tabel mana, dan dengan kriteria apa (WHERE). Anda tidak memberi tahu database bagaimana cara mencari data di disk atau indeks; Anda hanya memberi tahu apa yang Anda inginkan.INSERT, UPDATE, dan DELETE memungkinkan Anda mengubah data. Sekali lagi, Anda mendeklarasikan perubahan yang diinginkan, dan RDBMS yang menangani detail fisiknya.CREATE TABLE, ALTER TABLE, DROP TABLE memungkinkan Anda mendefinisikan skema database secara deklaratif.GRANT dan REVOKE untuk mengelola hak akses pengguna.Contoh Kode SQL:
-- Mengambil nama, email, dan tanggal bergabung dari semua pelanggan yang bergabung setelah 1 Januari 2023
SELECT nama_pelanggan, email, tanggal_bergabung
FROM pelanggan
WHERE tanggal_bergabung > '2023-01-01'
ORDER BY tanggal_bergabung DESC;
-- Memperbarui status pesanan menjadi 'Dikirim' untuk pesanan dengan ID 1001
UPDATE pesanan
SET status = 'Dikirim'
WHERE id_pesanan = 1001;
Dalam contoh di atas, tidak ada kode yang menjelaskan bagaimana database melakukan pencarian atau pembaruan. SQL hanya mendeklarasikan hasil atau tindakan yang diinginkan.
ABAP adalah bahasa pemrograman tingkat tinggi yang dikembangkan oleh SAP untuk mengembangkan aplikasi pada platform SAP, khususnya untuk sistem ERP SAP R/3 dan penerusnya. Meskipun memiliki elemen prosedural, banyak aspek ABAP berfungsi sebagai 4GL:
Contoh Kode ABAP (sederhana):
-- Mengambil data karyawan dari tabel standar
SELECT pernr name nachn
FROM pa0001
INTO TABLE @DATA(lt_employees)
WHERE stat1 = '3'. " Karyawan aktif
LOOP AT lt_employees ASSIGNING FIELD-SYMBOL().
WRITE: / -pernr, -name, -nachn.
ENDLOOP.
Contoh ini menunjukkan bagaimana ABAP memungkinkan pengambilan data dengan kueri yang mirip SQL dan kemudian memprosesnya, dengan fokus pada data bisnis daripada detail teknis.
Oracle Forms adalah lingkungan pengembangan dan penyebaran untuk membangun aplikasi database yang berbasis formulir. Bersama dengan Oracle Reports, mereka merupakan suite 4GL yang sangat populer di era client-server untuk sistem bisnis yang sangat bergantung pada database Oracle.
Pendekatan ini memungkinkan pengembangan aplikasi entri data dan sistem manajemen informasi yang sangat cepat untuk database Oracle.
Microsoft Access adalah sistem manajemen basis data relasional (RDBMS) yang dilengkapi dengan antarmuka pengguna grafis dan alat pengembangan visual. Ini adalah 4GL yang sangat baik untuk pengguna bisnis dan pengembang kecil untuk membuat aplikasi bisnis desktop yang berukuran sedang.
Access memberdayakan pengguna akhir untuk membuat solusi database yang berfungsi penuh dengan cepat, seringkali tanpa perlu programmer profesional.
Penggunaan 4GL membawa sejumlah keuntungan signifikan, terutama dalam konteks pengembangan aplikasi bisnis:
Ini adalah alasan utama di balik penciptaan 4GL. Dengan tingkat abstraksi yang lebih tinggi dan sifat deklaratif, pengembang dapat mencapai hasil yang sama dengan jumlah kode yang jauh lebih sedikit dibandingkan 3GL. Ini secara dramatis mengurangi waktu yang diperlukan untuk mengembangkan, menguji, dan menyebarkan aplikasi.
Peningkatan produktivitas secara langsung berarti biaya tenaga kerja yang lebih rendah untuk setiap proyek. Karena pengembang dapat membangun lebih banyak dalam waktu yang lebih singkat, total biaya pengembangan untuk aplikasi tertentu menjadi lebih hemat. Selain itu, keterampilan yang dibutuhkan untuk menggunakan beberapa 4GL (terutama yang visual) terkadang lebih rendah daripada untuk 3GL yang kompleks, yang dapat mengurangi biaya perekrutan.
Kode yang lebih sedikit, lebih deklaratif, dan berorientasi pada domain cenderung lebih mudah dipahami dan dimodifikasi. Jika sebuah aplikasi dibangun dengan 4GL, perubahan pada logika bisnis seringkali dapat diimplementasikan dengan memodifikasi beberapa parameter atau bagian kecil dari deklarasi, bukan dengan menelusuri ratusan baris kode prosedural.
Beberapa 4GL dirancang agar cukup intuitif sehingga pengguna non-programmer (seperti analis bisnis atau manajer) dapat menggunakannya untuk membuat laporan khusus, melakukan kueri data, atau bahkan membangun aplikasi sederhana sendiri. Ini mengurangi ketergantungan pada departemen TI untuk setiap permintaan kecil.
Karena 4GL mengurus detail implementasi teknis tingkat rendah, pengembang dapat mengalihkan fokus mereka sepenuhnya pada masalah bisnis yang coba dipecahkan. Ini menghasilkan solusi yang lebih tepat dan relevan dengan kebutuhan bisnis, karena pengembang tidak terganggu oleh manajemen memori atau optimasi CPU.
Banyak 4GL memiliki kerangka kerja atau lingkungan pengembangan yang terintegrasi, yang mendorong konsistensi dalam desain dan implementasi. Karena kode dihasilkan atau dikonfigurasi melalui alat yang sama, ada kecenderungan untuk mengikuti pola dan standar tertentu.
Meskipun 4GL menawarkan banyak keuntungan, mereka juga memiliki keterbatasan dan kekurangan yang perlu dipertimbangkan:
Sifat 4GL yang sangat spesifik domain dan berabstraksi tinggi berarti mereka seringkali tidak cocok untuk tugas-tugas yang membutuhkan kontrol tingkat rendah atau logika yang sangat kustom. Ketika Anda mencoba melakukan sesuatu di luar cakupan yang dirancang oleh 4GL, Anda mungkin menemukan diri Anda terbatas atau menghadapi tantangan besar.
Karena 4GL mengabstraksi detail implementasi, kode yang dihasilkan atau diinterpretasikan oleh sistem 4GL mungkin tidak seoptimal kode yang ditulis secara manual dan dioptimalkan oleh seorang programmer terampil menggunakan 3GL. Overhead dari lingkungan 4GL itu sendiri juga dapat memengaruhi kinerja.
Banyak 4GL adalah produk berpemilik (proprietary) dari vendor tertentu (misalnya, PowerBuilder dari Sybase, ABAP dari SAP, Oracle Forms/Reports dari Oracle). Jika Anda membangun aplikasi dengan 4GL ini, Anda menjadi sangat bergantung pada vendor tersebut untuk pembaruan, dukungan, dan pengembangan di masa mendatang.
Meskipun 4GL mengurangi kebutuhan akan keterampilan pemrograman tradisional, mereka seringkali memiliki kurva pembelajaran yang curam untuk menguasai lingkungan pengembangan, filosofi, dan fitur-fitur spesifik dari alat 4GL tertentu. Pengembang harus mempelajari cara berpikir dalam paradigma deklaratif dan memahami batasan alat tersebut.
Banyak lingkungan pengembangan 4GL yang kuat dan komprehensif datang dengan biaya lisensi yang signifikan, baik untuk alat pengembangan itu sendiri maupun untuk lingkungan runtime yang diperlukan untuk menyebarkan aplikasi.
Seperti disebutkan di atas, 4GL sangat spesifik domain. Mereka sangat baik untuk pengembangan aplikasi basis data, laporan, dan antarmuka pengguna sederhana, tetapi hampir tidak berguna untuk tugas-tugas seperti pemrograman sistem, grafis 3D kompleks, atau pengembangan algoritma AI tingkat rendah.
Meskipun istilah "Bahasa Generasi Keempat" mungkin terdengar seperti peninggalan dari era komputasi sebelumnya, prinsip-prinsip inti yang mendasarinya—produktivitas, abstraksi tinggi, dan fokus pada "apa" daripada "bagaimana"—tetap sangat relevan dalam lanskap pengembangan perangkat lunak modern. Faktanya, banyak tren dan teknologi baru adalah evolusi atau reinkarnasi dari ide-ide 4GL.
Gerakan low-code/no-code (LCNC) adalah manifestasi paling jelas dari semangat 4GL di era modern. Platform ini memungkinkan pengembang (termasuk "citizen developers" atau pengembang warga yang tidak memiliki latar belakang teknis formal) untuk membangun aplikasi lengkap dengan sangat sedikit atau tanpa kode manual sama sekali, menggunakan antarmuka visual, drag-and-drop, dan logika berbasis konfigurasi.
Platform LCNC dapat dianggap sebagai 4GL yang telah ditingkatkan dan diadaptasi untuk tuntutan komputasi cloud, integrasi yang luas, dan kebutuhan akan kecepatan di lingkungan bisnis digital saat ini.
DSLs adalah bahasa yang dirancang khusus untuk domain aplikasi tertentu. Mereka lebih terfokus daripada bahasa tujuan umum (GPL) dan seringkali menggunakan sintaksis yang lebih ekspresif untuk masalah domainnya. Banyak DSL memiliki karakteristik deklaratif dan tingkat abstraksi tinggi yang serupa dengan 4GL.
DSLs mencerminkan filosofi 4GL dengan menyediakan cara yang ringkas dan kuat untuk menyelesaikan tugas-tugas dalam domain yang sempit.
Meskipun ditulis dalam 3GL (seperti Python untuk Django/Flask, Ruby untuk Ruby on Rails, JavaScript untuk React/Vue/Angular), banyak framework dan library modern menyediakan tingkat abstraksi yang sangat tinggi yang membuat pengalaman pengembangan terasa seperti 4GL. Mereka menyediakan konvensi, komponen siap pakai, dan pola desain yang mengurangi jumlah kode boilerplate yang harus ditulis.
Framework ini tidak sepenuhnya 4GL karena masih memerlukan keterampilan 3GL yang kuat, tetapi mereka mengadopsi banyak prinsip 4GL untuk meningkatkan produktivitas.
Dalam DevOps dan operasi IT modern, banyak alat otomatisasi dan orkestrasi (misalnya, Ansible, Puppet, Chef) menggunakan bahasa deklaratif atau konfigurasi yang menyerupai 4GL. Anda mendeskripsikan keadaan akhir yang diinginkan dari sistem atau infrastruktur, dan alat tersebut menangani langkah-langkah prosedural untuk mencapainya.
Beberapa platform Machine Learning berbasis cloud atau perangkat lunak menawarkan antarmuka yang memungkinkan pengguna untuk "melatih model" atau "menjalankan analisis prediktif" dengan konfigurasi atau antarmuka drag-and-drop, bukan dengan menulis kode ML tingkat rendah. Ini memungkinkan para ilmuwan data dan analis bisnis untuk memanfaatkan kekuatan AI tanpa keahlian pemrograman yang mendalam, mirip dengan akses pengguna akhir pada 4GL tradisional.
Dengan demikian, dapat dilihat bahwa gagasan inti dari 4GL—meningkatkan abstraksi untuk meningkatkan produktivitas—tidak hanya bertahan tetapi juga terus berkembang dan beradaptasi dalam berbagai bentuk teknologi yang lebih baru. Kebutuhan untuk membangun aplikasi lebih cepat dan dengan lebih sedikit upaya tidak pernah sebesar ini, dan prinsip-prinsip 4GL akan terus menjadi panduan penting dalam inovasi perangkat lunak.
Bahasa Generasi Keempat mewakili tonggak penting dalam evolusi bahasa pemrograman, jembatan antara instruksi mesin yang rumit dan ekspresi logika bisnis yang intuitif. Mereka muncul sebagai respons langsung terhadap "krisis pengembangan perangkat lunak" di mana kebutuhan bisnis tumbuh lebih cepat daripada kemampuan departemen TI untuk menyediakan solusi menggunakan bahasa generasi ketiga.
Dengan karakteristik utama seperti sifat non-prosedural atau deklaratif, tingkat abstraksi yang tinggi, orientasi domain, fokus pada pengembangan cepat, dan kebutuhan kode minimal, 4GL secara fundamental mengubah cara aplikasi dibangun. Mereka memungkinkan pengembang, dan dalam banyak kasus bahkan pengguna akhir, untuk berfokus pada "apa" yang perlu dicapai daripada "bagaimana" komputer harus melakukannya, menghasilkan peningkatan produktivitas yang dramatis dan biaya pengembangan yang lebih rendah.
Meskipun 4GL memiliki keterbatasan dalam hal fleksibilitas, kinerja, dan potensi ketergantungan vendor, dampak positifnya terhadap industri perangkat lunak tidak dapat disangkal. Contoh-contoh seperti SQL, SAP ABAP, Oracle Forms, dan Microsoft Access telah menjadi tulang punggung bagi tak terhitung banyaknya sistem bisnis di seluruh dunia, memungkinkan organisasi untuk mengelola data mereka, menghasilkan laporan, dan membangun aplikasi khusus dengan efisiensi yang belum pernah ada sebelumnya.
Di era modern, prinsip-prinsip 4GL terus hidup dan berkembang dalam bentuk-bentuk baru. Platform low-code/no-code adalah penerus spiritual 4GL, membawa janji pengembangan aplikasi cepat yang didukung cloud ke tingkat yang lebih tinggi. Domain-Specific Languages (DSLs) di berbagai bidang, framework modern, dan alat otomatisasi semuanya mencerminkan filosofi yang sama tentang abstraksi dan efisiensi.
Pada akhirnya, Bahasa Generasi Keempat bukan hanya babak dalam sejarah komputasi; mereka adalah fondasi filosofis yang terus membentuk masa depan pengembangan perangkat lunak. Mereka mengingatkan kita bahwa tujuan utama setiap alat pemrograman adalah untuk mempercepat dan menyederhanakan proses mengubah ide menjadi solusi yang berfungsi, memungkinkan manusia untuk lebih efisien dalam memanfaatkan kekuatan komputasi untuk memecahkan masalah dunia nyata. Pemahaman akan 4GL memberikan perspektif berharga tentang bagaimana kita terus mencari cara untuk menjembatani kesenjangan antara manusia dan mesin, mendorong batas-batas produktivitas dan inovasi di era digital yang semakin kompleks.