BAB 2 LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Sistem Pakar Definisi Sistem Pakar Kecerdasan buatan adalah salah satu bidang ilmu komputer yang mendayagunakan komputer sehingga dapat beperilaku cerdas seperti manusia. Ilmu komputer tersebut mengembangkan perangkat lunak dan perangkat keras untuk menirukan tindakan manusia. Aktifitas manusia yang ditirukan seperti penalaran, penglihatan, pembelajaran, pemecahan masalah, pemahaman bahasa alami dan sebagainya. Sesuai dengan definisi tersebut, maka teknologi kecerdasan buatan dipelajari dalam bidang bidang seperti : Robotika (Robotics), Penglihatan komputer (Computer Vision), Pengolahan Bahasa Alami (Natural Language Processing), Pengenalan Pola (Pattern Revognition), Sistem Syaraf Buatan (Artificial Neural System), Pengenalan Suara (Speech Recognition) dan Sistem Pakar (Expert System) (Giarratano dan Riley,2005). Kecerdasan buatan menyelesaikan permasalahan dengan mendayagunakan komputer untuk memecahkan masalah yang kompleks dengan cara mengikuti proses

2 8 penalaran manusia. Salah satu teknik kecerdasan buatan yang menirukan proses penalaran manusia adalah sistem pakar. Pemecahan masalah masalah yang komplek biasanya hanya dapat dilakukan oleh sejumlah orang yang sangat terlatih, yaitu pakar. Dengan penerapan teknik kecerdasan buatan, sistem pakar menirukan apa yang dikerjakan oleh seorang pakar ketika mengatasi permasalahan yang rumit, berdasarkan pengetahuan yang dimilikinya. Sistem pakar dibuat hanya pada domain pengetahuan tertentu untuk suatu kepakaran tertentu yang mendekati kemampuan manusia di salah satu bidang saja. Sistem pakar mencoba mencari penyelesaian yang memuaskan, yaitu sebuah penyelesaian yang cukup bagus agar pekerjaan dapat berjalan walaupun itu bukan penyelesaian yang optimal. Beberapa definisi sistem pakar disajikan dalam tabel 2.1. Tabel 2.1 Definisi Sistem Pakar Sumber Martin dan Oxman (1988) Definisi Sistem berbasis komputer yang menggunakan pengetahuan, fakta, dan teknik penalaran dalam memecahkan masalah, yang biasanya hanya dapat diselesaikan oleh seorang pakar dalam bidang tertentu. Ignizio (1991) Sistem pakar merupakan bidang yang dicirikan oleh sistem berbasis pengetahuan (Knowledge Base System), memungkinkan komputer dapat berfikir

3 9 dan mengambil kesimpulan dari sekumpulan kaidah. Turban dan Aronson (2001) Sistem yang menggunakan pengetahuan manusia yang dimasukkan ke dalam komputer untuk memecahkan masalah masalah yang biasanya diselesaikan oleh pakar. Giarratano dan Riley (2005) Salah satu cabang kecerdasan buatan yang menggunakan pengetahuan pengetahuan khusus yang dimiliki oleh seorang ahli untuk menyelesaikan suatu masalah tertentu. Pengetahuan sistem pakar dibentuk dari kaidah atau pengalaman tentang perilaku elemen dari domain bidang pengetahuan tertentu. Pengetahuan pada sistem pakar diperoleh dari orang yang mempunyai pengetahuan pada suatu bidang, buku buku, jurnal ilmiah, majalah, maupun dokumentasi yang tercetak lainnya. Sumber pengetahuan tersebut dikenal dengan sumber keahlian. Pengetahuan pengetahuan tersebtu direpresentasikan dalam format tertentu, dan dihimpun dalam suatu basis pengetahuan. Basis pengetahuan ini selanjutnya dipakai sistem pakar untuk menentukan penalaran atas problema yang dihadapinya. Bentuk pengetahuan dalam suatu area kepakaran tertentu dapat dikategorikan sebagai berikut (Firebaugh,1989) : 1. Objek

4 10 Bentuk ini meliputi sifat sifat objek secara fisis yang dapat diperoleh dari pernyataan sederhana, aturan IF THEN, dan daftar atribut dari objek tersebut. 2. Kejadian Bentuk ini meliputi aksi dan kejadian. Kejadian secara umum menentukan suatu elemen waktu dan dapat menunjukkan sebab akibat. 3. Performance Bentuk ini meliputi informasi tentang bagaimana melakukan pekerjaan tertentu. 4. Meta Pengetahuan (Meta Knowledge) Meta-Pengetahuan adalah pengetahuan yang dimiliki sistem tentang pengetahuan internalnya (Rolston,1988). Perbandingan sistem konvensional dengan sistem pakar sebagai berikut (Kusumadewi, 2003): 1. Sistem Konvensional Informasi dan pemrosesan umumnya digabung dalam satu program sequential. Program tidak pernah salah (kecuali pemrogramnya yang salah). Tidak menjelaskan mengapa input dibutuhkan atau bagaimana hasil diperoleh. Data harus lengkap. Perubahan pada program merepotkan.

5 11 Sistem bekerja jika sudah lengkap. 2. Sistem Pakar Knowledge base terpisah dari mekanisme pemrosesan (inference). Program bisa melakukan kesalahan. Penjelasan (explanation) merupakan bagian dari ES. Data tidak harus lengkap. Perubahan pada rules dapat dilakukan dengan mudah. Sistem bekerja secara heuristik dan logic Ciri Ciri dan Kategori Masalah Sistem Pakar Sistem pakar merupakan program program praktis yang menggunakan strategi heuristik yang dikembangkan oleh manusia untuk menyelesaikan permasalahan permasalahan yang spesifik (khusus), disebabkan oleh keheuristikannya dan sifatnya yang berdasarkan pada pengetahuan sehingga umumnya sistem pakar bersifat : 1. Memiliki informasi yang handal, baik dalam menampilkan langkah langkah maupun dalam menjawab pertanyaan pertanyaan tentang proses penyelesaian. 2. Mudah dimodifikasi, yaitu dengan menambah atau mengahapus suatu kemampuan dari basis pengetahuannya. 3. Heuristik dalam menggunakan pengetahuan (yang sering kali tidak sempurna) untuk mendapatkan penyelesaiannya. 4. Dapat digunakan dalam berbagai jenis komputer.

6 12 5. Memiliki kemampuan beradaptasi. Sistem pakar ini saat ini telah dibuat untuk memecahkan berbagai bentuk permasalahan dalam berbagai bidang seperti matematika, teknik, kedokteran, kimia, farmasi, sains komputer, bisnis, hukum, pendidikan sampai pertahanan. Secara umum, ada beberapa kategori dan area permasalahan sistem pakar, yaitu : 1. Interpretasi Yaitu pengambilan keputusan atau deskripsi tingkat tinggi dari sekumpulan data mentah. Termasuk diantaranya juga pengawasan, penenalan ucapan, analisis citra, interpretasi sinyal dan beberapa analisis kecerdasan. 2. Proyeksi Yaitu memprediksi akibat akibat dimungkinkan dari situasi situasi tertentu, diantaranya peramalan, prediksi demografis, peramalan ekonomi, prediksi lalu lintas, estimasi hasil, militer, pemasaran atau peramal keuangan. 3. Diagnosis Yaitu menentukan sebab malfungsi dalam situasi kompleks yang didasarkan pada gejala gejala yang teramati, diantaranya medis, elektronis, mekanis dan diagnosis perangkat lunak. 4. Desain Yaitu menentukan konfigurasi komponen komponen sistem yang cocok dengan tujuan tujuan kinerja tertentu yang memenuhi kendala kendala tertentu. Di antaranya adalah layout sirkuit dan perancangan bangunan.

7 13 5. Perencanaan Yaitu merencanakan serangkaian tindakan yang dapat mencapai sejumlah tujuan dengan kondisi awal tertentu, di antaranya adalah perencanaan keuangan, komunikasi, militer, pengembangan produk, routing dan manajemen proyek. 6. Monitoring Yaitu membandingkan antara tingkah laku suatu sistem yang teramati dengan tingkah laku yang diharapkan darinya, misalnya adalah Computer Aided Monitoring System. 7. Debugging dan Repair Yaitu menentukan dan mengimplementasikan cara cara untuk mengatasi malfungsi, di antaranya memberikan resep obat terhadap suatu kegagalan. 8. Instruksi Yaitu mendeteksi dan mengoreksi defesiensi dalam pemahaman domain subjek, di antaranya melakukan instruksi untuk diagnosis, debugging dan perbaikan kerja. 9. Pengendalian Yaitu mengatur tingkah laku suatu environtment yang kompleks seperti kontrol terhadap interpretasi interpretasi, prediksi, perbaikan dan monitoring kelakuan sistem.

8 Seleksi Yaitu mengidentifikasi pilihan terbaik dari sekumpulan (list) kemungkinan. 11. Simulasi Yaitu pemodelan interaksi antara komponen komponen sistem Struktur Sistem Pakar Sistem pakar disusun oleh dua bagian utama, yaitu lingkungan pengembangan (development environtment) dan lingkungan konsultasi (consultation environtment) (Turban,1995). Lingkungan pengembangan sistem pakar ditujukan untuk pembangun sistem pakar dan digunakan untuk memasukkan pengetahuan pakar ke dalam lingkungan sistem pakar, sedangkan lingkungan konsultasi digunakaan oleh pengguna yang bukan pakar dalam memperoleh pengetahuan pakar. Secara lengkap struktur sistem pakar yang menekankan pada lingkungan yang ada dalam sistem terlihat pada gambar 2.1.

9 15 LINGKUNGAN KONSULTASI LINGKUNGAN PENGEMBANGAN user Fakta fakta tentang kejadian khusus / spesifik Basis Pengetahuan : fakta dan aturan Antar muka Pengguna Knowledge Engineer Fasilitas penjelasan Aksi yang direkomendasikan Pengetahuan yang didokumentasikan Mesin inferensi Akuisisi pengetahuan Pengetahuan ahli Blackboard ( Workplace) Perbaikan pengetahuan Gambar 2.1 Struktur Sistem Pakar Untuk membangun sistem yang seperti itu maka komponen komponen yang harus dimiliki adalah sebagai berikut (Giarratano dan Riley, 2005) : a) Antar Muka Pengguna (User Interface) b) Basis Pengetahuan (Knowledge Base) c) Mekanisme Inferensi (Inference Machine) d) Memori Kerja (Working Memory) e) Fasilitas Penjelasan (Explanation Facility) f) Fasilitas Akuisisi Pengetahuan (Knowledge Acquisition Facility)

10 16 Hal ini terlihat dalam struktur sistem pakar pada gambar 2.2. MESN INFERENSI BASIS PENGETAHUAN (KAIDAH) MEMORI KERJA (FAKTA) AGENDA FASILITAS AKUISISI PENGETAHUAN FASILITAS PENJELASAN ANTAR MUKA PENGGUNA Gambar 2.2 Komponen Sistem Pakar A. Antarmuka Pengguna Antarmuka pengguna (user interface) merupakan mekanisme yang digunakan oleh pengguna dan sistem pakar untuk berkomunikasi. Antarmuka menerima informasi dari pemakai dan mengubahnya ke dalam bentuk yang dapat diterima oleh sistem. Selain itu, antarmuka menerima informasi dari sistem dan menyajikannya ke dalam bentuk yang dapat dimengerti oleh pemakai.

11 17 Menurut McLeod (1995), pada bagian ini terjadi dialog antara program dan pemakai, yang memungkinkan sistem pakar menerima instruksi dan informasi (input) dari pemakai, juga memberkan informasi (output) kepada pemakai. Antarmuka yang efektif dan ramah pengguna (user-friendly) penting sekali terutama bagi pemakai yang tidak ahli dalam bidang yang diterapkan pada sistem pakar. B. Basis Pengetahuan Basis pengetahuan mengandung pengetahuan untuk pemahaman, formulasi, dan penyelesaian masalah. Komponen sistem pakar ini disusun atas dua elemen dasar, yaitu fakta dan aturan. Fakta merupakan informasi tentang obyek dalalm area permasalahan tertentu, sedangkan aturan merupakan informasi tentang cara memperoleh fakta baru dari fakta yang telah diketahui. Dalam studi kasus pada sistem berbasis pengetahuan, terdapat beberapa karakteristik dibangun yang akan membantu dalam membentuk serangkaian prinsip prinsip arsitekturnya. Prinsip tersebut meliputi : 1. Pengetahuan merupakan kunci kekuatan sistem pakar. 2. Pengetahuan sering tidak pasti dan tidak lengkap. 3. Pengetahuan sering miskin spesifikasi. 4. Amatir menjadi ahli secara bertahap. 5. Sistem pakar harus fleksibel. 6. Sistem pakar harus transparan.

12 18 Sejarah penelitian di bidang AI telah menunjukkan berulang kali bahwa pengetahuan adalah kunci untuk setiap sistem cerdas (intelligence system). C. Mesin Inferensi Mesin inferensi merupakan otak dari sebuah sistem pakar dan dikenal juga dengan sebutan control structure (struktur kontrol) atau rule interpreter (dalam sistem pakar berbasis kaidah) atau thinking machine (mesin pemikir). Pada prinsipnya, komponen ini mengandung mekanisme pola pikir dan penalaran yang digunakan oleh pakar dalam menyelesaikan masalah. Konsep yang biasanya digunakan mesin inferensi adalah runut balik (top-down), yaitu proses penaran yang berawal dari tujuan yang kita inginkan, menelusuri fakta fakta pendukung untuk mencapai tujuan. Selain itu dapat juga menggunakan runut maju (bottom-up), yaitu proses penalaran yang bermula dari kondisi yang diketahui menuju tujuan yang diinginkan. Mesin inferensi adalah program komputer yang memberikan metodologi untuk penalaran tentang informasi yang ada dalam basis pengetahuan dan dalam workplace, dan untuk memformulasikan kesimipulan (Turban, 2001). Komponen komponen ini menyajikan arahan arahan tentang bagaimana menggunakan pengetahuan dari sistem dengan membangun agenda yang mengelola dan mengontrol langkah langkah yang diambil untuk menyelesaikan masalah ketika dilakukan konsultasi. Di dalam mesin inferensi

13 19 ini terdapat agenda, yaitu daftar prioritas aturan yang dibuat oleh mesin inferensi, yang polanya dipenuhi oleh fakta atau obyek dalam memori kerja. D. Memori Kerja Merupakan bagian dari sistem pakar yang menyimpan fakta fakta yang diperoleh saat dilakukan proses konsultasi. Fakta fakta inilah yang nantinya akan diolah oleh mesin inferensi berdasarkan pengetahuan yang disimpan dalam basis pengetahuan untuk menetukan suatu keputusan pemecahan masalah. Konklusinya bisa berupa hasil diagnosis, tindakan dan akibat. E. Fasilitas Penjelasan Proses menentukan keputusan yang dilakukan oleh mesin inferensi selama sesi konsultasi mencerminkan proses penalaran seorang pakar. Karena pemakai kadangkala bukanlah ahli dalam bidang tersebut maka diperlukan fasilitas ini. Tujuan adanya fasilitas penjelasan dalam sistem pakar antara lain membuat sistem menjadi lebih cerdas, menunjukkan adanya proses analisa dan yang tidak kalah pentingnya adalah memuaskan psikologis pemakai. F. Fasilitas Pengetahuan Pengetahuan pada sistem pakar dapat ditambahkan kapan saja pengetahuan baru diperoleh atau saat pengetahuan ada sudah tidak berlaku lagi. Hal ini dilakukaan sehingga pemakai akan menggunakan sistem pakar yang komplit dan sesuai perkembangan. Akuisisi pengetahuan adalah proses pengumpulan,

14 20 perpindahan, dan transformasi dari keahlian / kepakaran pemecahan masalah yang berasal dari beberapa sumber pengetahuan ke dalam bentuk yang dimengerti oleh komputer. Menurut Firebaugh (1989), proses akuisisi pengetahuan dibagi ke dalam enam tahap, yaitu : 1) Tahap identifikasi Tahap identifikasi meliputi penentuan komponen komponen kunci dalam sistem yang sedang dibangun. Komponen kunci ini adalah knowledge engineer, pakar, karakteristik masalah, sumber daya dan tujuan. Knowledge engineer dan pakar bekerja bersama untuk menetukan berbagai aspek masalah seperti lingkup dari proyek, data input yang dimasukkan, bagian bagian penting dan interaksinya, bentuk dan isi dari penyelesaian, dan kesulitan kesulitan yang mungkin terjadi dalam pembangunan sistem. Mereka juga harus menetukan sumber pengetahuan seperti basis data, sistem informasi manajemen, buku teks, serta prototip masalah dan contoh. Selain menentukan sumber pengetahuan, pakar juga mengklarifikasi dan menetukan tujuan tujuan sistem dalam proses menentukan masalah. 2) Tahap Konseptualisasi Konsep konsep kunci dan hubungannya yang telah ditentukan pada tahap pertama dibuat lebih jelas dalam tahap konseptualisasi.

15 21 3) Tahap Formalisasi Tahap ini meliputi pemetaan konsep konsep kunci, submasalah dan bentuk aliran informasi yang telah ditentukan dalam tahap tahap sebelumnya ke dalam representasi formal yang paling sesuai dengan masalah yang ada. 4) Tahap Implementasi Tahap ini meliputi pemetaan pengetahuan dari tahap sebelumnya yang telah diformalisasi ke dalam skema representasi pengetahuan yang dipilih. 5) Tahap Pengujian Setelah prototip sistem yang dibangun dalam tahap sebelumnya berhasil menangani dua atau tiga contoh, prototip sistem tersebut harus menjalani serangkaian pengujian dengan teliti menggunakan beragam sampel masalah. Masalah masalah yang ditemukan dalam pengujian ini biasanya dapat dibagi dalam tiga kategori, yaitu kegagalan input / output, kesalahan logika, dan strategi control. 6) Revisi Prototipe Suatu unsur penting pada semua tahap dalam proses akuisisi pengetahuan adalah kemampuan untuk kembali ke tahap tahap sebelumnya untuk memperbaiki sistem.

16 Unsur Manusia dalam Sistem Pakar Sistem pakar setidak tidaknya mempunyai dua unsur manusia atau lebih yang terlibat di dalam pembangunan dan pengembangan serta penggunaannya. Minimal, ada seseorang yang pembangun dan ada penggunanya. Sering juga ada pakar dan perekayasa pengetahuan (knowledge engineer). Menurut Turba (2001), ada 4 unsur manusia dalam sistem pakar yaitu : 1) Pakar Pakar merupakan orang yang menguasai bidang ilmu pengetahuan tertentu, berpengalaman, pengambil keputusan dan menguasai metode metode tertentu, serta mampu memanfaatkan talentanya dalam memberikan nasehat / saran terhadap penyelesaian suatu permasalahan. Pakar juga merupakan tugas dari seorang pakar untuk memberikan atau menyediakan pengetahuan bagaimana seseorang membentuk suatu sistem berbasis pengetahuan yang hendak dibuatnya. Selain itu, pakar juga mengetahui mana fakta yang penting dan tidak penting di antara fakta fakta yang ada. 2) Perekayasa pengetahuan Perekayasa pengetahuan adalah orang yang membantu pakar dalam menyusun permasalahan dengan menginterpretasikan dan mengintegrasikan jawaban jawaban pakar atas pertanyaan yang diajukan, menggambarkan analogi, mengajukan counter example dan menerangkan kesulitan kesulitan konseptual.

17 23 3) Pemakai Sistem pakar memiliki beberapa kelasi pemakai, yaitu : a) Pemakai bukan pakar. Dalam hal ini, sistem pakar berperan sebagai seorang konsultan atau pemberi nasehat. b) Siswa yang ingin belajar, di sini sistem pakar berperan sebagai instruktur. c) Pembangun sistem pakar yang ingin meningkatkan dan menambah basis pengetahuan, dalam hal ini sistem pakar berperan sebagai rekan kerja. d) Pakar, dalam hal ini sistem pakar berperan sebagai kolega atau asisten. 4) Unsur lainnya Beberapa unsur lainnya yang mungkin termasuk ke dalam unsur manusia untuk sistem pakar adalah system builder (pembangun sistem) atau system analyst yang mengintegrasikan sebuah sistem pakar dengan sistem terkomputerisasi lainnya. Sistem tool builder dapat menyediakan atau membangunn tool tool yang khusus. 2.2 Microsoft Visual Studio 6.0 Microsoft Visual Basic 6.0 merupakan salah satu bahasa pemrograman yang memiliki banyak fasilitas sehingga sebuah program dapat dikembangkan, termasuk di dalamnya pengembangan sistem pakar. Kelebihan lain dari VB adalah kemampuannya untuk mengkompilasi program dalam bentuk Native Code, yaitu optimisasi pada saat prosesor mengkompilasi dan menjalankan program tersebut. keuntungan yang didapat

18 24 dari Native Code adalah kecepatannya dalam mengakses program, di mana hal ini hanya dapat ditemukan pada aplikasi aplikasi yang di-kompilasi dengan bahasa pemrograman C++. Selain kemampuan kemampuan di atas, VB juga meneyediakan fasilitas antarmuka penulisan kode program yang lebih mudah dimengerti dan dipakai sehingga berbagai tipe program dapat dikembangkan di dalamnya, misalnya EXE, DLL, dan OCX, bahkan program program berbasis internet. Semua fasilitas VB ditampilkan dalam Integrated Development Environment (IDE). Beberapa kelebihan IDE VB adalah sebagai berikut : 1. Dapat mengembangkan beberapa project sekaligus. 2. Mampu memanajemen project dalam bentuk form, module dan class. 3. Fasilitas informasi yang lengkap, antara lain daftar p roperty, informasi dan tip singkat. 4. Editor kode program dengan fasilitas klik untuk melengkapi kode program yang ditulis sehingga memperkecil kemungkinan terjadinya kesalahan dalam penulisan kode program. Untuk menggunakan IDE VB, terlebih dahulu harus mengetahui tampilan utama dari IDE VB tersebut seperti gambar di bawah ini :

19 25 Gambar 2.3 Tampilan IDE Visual Basic 1. Project Explorer Menampilkan semua form, module, class, data, report,dan lain lain. Gambar 2.4 Project Explorer 2. Form Designer Digunakan untuk merancang tampilan program yang akan dibangun.

20 26 Gambar 2.5 Form Designer 3. Toolbox Toolbox mempunyai sekumpulan control yang dapat dipilih dan digunakan dalam rancangan form. Semua control yang ditampilkan adalah control dasar. Gambar 2.6 Tollbox 4. Code Window Tempat menuliskan kode program.

21 27 Gambar 2.7 Code Window 5. Property Window Tampilan form dan control dapat diatur melalui property window. Gambar 2.8 Property Window 6. Toolbar Digunakan untuk mengakses perintah-perintah dalam menu yang sering dipakai secara cepat. Gambar 2.9 Toolbar

22 28 7. Menu Bar Menampilkan daftar menu yang berisi daftar perintah-perintah yang dapat digunakan saat bekerja pada Visual Basic. Terdiri dari menu File, Edit, View, Project, Format, Debug, Run, Query, Diagram, Tools, Add-Ins, Window dan Help. Gambar 2.10 Menu Bar