Penerapan Algoritma Greedy by Density dalam Pengerjaan Tugas Besar di Teknik Informatika ITB sebagai Persoalan Binary Knapsack

Transkripsi

1 Peerapa Algortma Greedy by Desty dalam Pegerjaa Tugas Besar d Tekk Iformatka ITB sebaga Persoala Bary Kapsack Tubagus Adhka Nugraha ( ) 1 Program Stud Tekk Iformatka Sekolah Tekk Elektro da Iformatka Isttut Tekolog Badug, Jl. Gaesha 10 Badug 40132, Idoesa 1 adhka.ugraha@gmal.com Abstrak Tugas besar adalah salah satu cr khas mata kulah d program stud Tekk Iformatka ITB. Seorag mahasswa Tekk Iformatka dtutut utuk meyelesaka lebh dar satu tugas besar utuk setap mata kulah yag damblya d sela-sela kegataya yag la. Makalah membahas bagamaa strateg algortma dapat dterapka utuk mejadwalka pegerjaa tugas besar tersebut dega memafaatka persoala kapsack. Idex Terms Strateg Algortma, Tugas Besar, Tekk Iformatka, Greedy, Kapsack I. PENDAHULUAN Setap program stud d Isttut Tekolog Badug memlk cr khasya sedr, bak dar seg kemahasswaa d hmpua mahasswaya maupu dar seg akademk. Dar seg kemahasswaa, msalya, hmpua mahasswa program stud Tekk Pertambaga, Tekk Permyaka, Tekk Geolog, da Tekk Geofska dkeal sebaga hmpua mahasswa yag keras, da mahasswaya sergkal dstereotpeka sesua dega ctra yag ddapatka oleh hmpua mahasswaya. Namu, karea pada dasarya pergurua tgg adalah tempat meutut lmu d maa mahasswa kulah utuk medapatka hard sklls, kegata akademk yag dseleggaraka sebuah program stud berdampak pada ctra mahasswa yag kulah d program stud tersebut. Salah satu program stud yag memlk cr khas yag ketal adalah Tekk Iformatka. Cr khas kegata akademk d Tekk Iformatka ITB adalah tugas besar. Mesk bayak mata kulah d program stud la yag megguaka tugas besar sebaga salah satu parameter pelaa da/atau kakas pegajara, tugas besar d Tekk Iformatka memlk reputas tersedr karea hampr seluruh mata kulah wajb d Tekk Iformatka meugaska mahasswaya utuk megerjaka tugas besar. Sergkal, d akhr semester, batas waktu pegumpula (deadle) utuk beberapa tugas besar mata kulah bertumpuk da mejad masalah bag mahasswa yag megerjakaya. Bertumpukya batas waktu pegumpula tersebut bukalah sebuah hal yag tdak dsegaja, karea salah satu tujua pembera tugas besar d Tekk Iformatka, sela utuk meumbuhka pemahama tetag mata kulah, adalah melath soft sklls maajeme waktu. Sela maajeme waktu, pembera tugas besar juga melath kemampua bekerja dalam kelompok da pegatura beba kerja, karea hampr seluruh tugas besar d Tekk Iformatka dkerjaka secara berkelompok. Sebaga mata kulah bahka membagka kelompok secara acak sehgga kemampua adaptas mahasswa juga dasah. Namu, tugas besar bukalah satu-satuya taggug jawab yag harus dambl oleh seorag mahasswa Tekk Iformatka ITB. Layakya seorag mahasswa pada umumya, seorag mahasswa Tekk Iformatka juga dtutut utuk aktf berorgasas da berkegata d luar perkulaha. Kegata-kegata tersebut juga membutuhka waktu da kemampua maajeme waktu yag bak. Namu, tdak jarag mahasswa Tekk Iformatka dega segala taggug jawab akademk da oakademk yag harus djalaya dapat meaga semua tu dega bak. Maajeme waktu mejad sebuah hal yag sult, da pegerjaa tugas besar pu mejad tdak deal. Namu, jka damat, persoala maajeme waktu tdak jauh berbeda dega persoala kapsack. Terdapat sejumlah kegata atau pekerjaa yag masg-masg memlk la-la tertetu yag harus dmuat dalam jagka waktu yag terseda dega tujua medapatka hasl terbak serupa dega persoala kapsack d maa sejumlah barag dega berat tertetu harus dmasukka ke dalam karug (kapsack) utuk medapatka hasl tertetu. Makalah mecoba megaalogka pegerjaa tugas besar d Tekk Iformatka sebaga persoala bary kapsack da bagamaa strateg algortma dapat dterapka utuk meyelesaka persoala tersebut. II. TUGAS BESAR DI TEKNIK INFORMATIKA ITB Terdapat setdakya satu tugas besar utuk sebaga besar mata kulah wajb da plha utama d Tekk Makalah IF3051 Strateg Algortma Sem. I Tahu 2012/2013

2 Iformatka ITB. Sebuah tugas besar dalam lgkup makalah berart tugas yag oleh dose pegajar mata kulah dsebut secara harfah sebaga tugas besar. Beberapa mata kulah, d ataraya IF3051 Strateg Algortma, juga memberka tugas-tugas la yag dsebut tugas kecl. Tugas besar dapat dkerjaka berkelompok maupu perseoraga, amu kebayak dkerjaka berkelompok. Satu mata kulah dapat memberka lebh dar satu tugas besar selama satu semester, d ataraya IF3051 Strateg Algortma. Msalka sebuah mahasswa Tekk Iformatka 2010 Semester 5 ber-nim gajl yag megambl mata kulah yag dseleggaraka program stud Tekk Iformatka sebaga berkut: KODE KULIAH KU1071 IF2091 IF2092 IF2030 EL2010 IF2032 IF2034 IF2036 IF2050 IF2052 IF3035 IF3051 IF3055 IF3057 IF3097 NAMA MATA KULIAH Pegeala Tekolog Iformas A Struktur Dskrt Probabltas & Statstka Algortma & Struktur Data Orgasas & Arstektur Komputer Pemrograma Beroretas Objek Bass Data Rekayasa Peragkat Luak Logka Iformatka Teor Bahasa da Otomata Sstem Bass Data Strateg Algortma Sstem Operas Sstem Iformas Jarga Komputer Terdapat lma belas mata kulah pada daftar mata kulah d atas. Jka dklasfkaska berdasarka ada atau tdakya tugas besar, maka ddapatka tabel sebaga berkut: KODE KULIAH KU1071 IF2091 IF2092 IF2030 EL2010 IF2032 IF2034 NAMA MATA KULIAH Pegeala Tekolog Iformas A Struktur Dskrt Probabltas & Statstka Algortma & Struktur Data Orgasas & Arstektur Komputer Pemrograma Beroretas Objek Bass Data IF2036 IF2050 IF2052 IF3035 IF3051 IF3055 IF3057 IF3097 Rekayasa Peragkat Luak Logka Iformatka Teor Bahasa da Otomata Sstem Bass Data Strateg Algortma Sstem Operas Sstem Iformas Jarga Komputer Berdasarka tabel d atas, haya empat dar lma belas mata kulah Tekk Iformatka hgga semester 5 yag tdak memberka tugas besar. I berart 73.33% mata kulah pada kasus d atas meyedaka tugas besar. Secara umum, terdapat dua jes delverables tugas besar d Tekk Iformatka ITB: Dokume Delverables yag berupa dokume dapat berupa dokume utuk rekayasa peragkat luak atau sstem, atau lapora. Dokume rekayasa peragkat luak dberka oleh d ataraya mata kulah IF2036 Rekayasa Peragkat Luak, IF3037 Rekayasa Peragkat Luak Lajut. Dokume rekayasa sstem formas dberka oleh d ataraya mata kulah IF3057 Sstem Iformas. Lapora umumya dkumpulka bersama dega delverables aplkas. Ada juga mata kulah sepert IF2052 Teor Bahasa da Otomata yag memberka tugas membuat makalah sebaga tugas besar. Mata kulah IF2091 Struktur Dskrt juga memberka tugas makalah sebaga tugas akhr mata kulah tersebut, amu tdak secara tersurat dsebut sebaga tugas besar. Sebuah dokume terdr atas beberapa bab da umumya ddasarka pada sebuah cotoh yag dsedaka oleh dose, yag tataletakya umumya bersumber dar IEEE. Sebuah bab dapat memlk subbab, sebuah subbab dapat memlk subsubbab, da seterusya, hgga membuat sebuah documet outle. Aplkas Tugas besar dega delverables berupa aplkas dberka pada bayak mata kulah, dega kakas da bahasa pemrograma yag berbeda-beda, mula dar Assembly pada mata kulah EL2010 Orgasas da Arstektur Komputer, C++ pada mata kulah IF2032 Pemrograma Beroretas Objek, hgga C# pada mata kulah IF3051 Strateg Algortma. Umumya bahasa pemrograma yag dguaka utuk tugas besar tdak dajarka d dalam kelas. Melalu mata kulah KU1071 Pegeala Tekolog Iformas A da IF2030 Algortma da Struktur Data, mahasswa dajarka utuk membuat aplkas secara modular, da modulartas tersebut merupaka cr khas dar delverables aplkas. Kode sumber sebuah aplkas dapat dpsahka mejad beberapa modul, yag masg-masg modul dapat dpsahka mejad berkas masg-masg atau dgabug Makalah IF3051 Strateg Algortma Sem. I Tahu 2012/2013

3 mejad sebuah modul yag baru. Sebuah modul bsa dmaksudka sebaga sebuah pustaka, sebuah kelas, sebuah fugs, atau baga aplkas laya. Jka modulartas dlaksaaka dega bak, sebuah modul tdak salg bergatug pada modul laya. Berdasarka dua jes delverables d atas, sebuah tugas besar d Tekk Iformatka ITB dapat dpsahka mejad dua jes: dokume saja serta dokume da aplkas. Karea dokume da aplkas sama-sama bersfat modular, serta utuk pembaga kerja d kelompok umumya memafaatka modulartas tugas besar juga, sebuah tugas besar d Tekk Iformatka dapat dgeeralsas mejad sebuah struktur data yag megadug beberapa modul. Masg-masg modul memlk tgkat kesulta da waktu peyelesaa sedr. Sebuah tugas besar yag mejad duk modul megadug sebuah taggal batas pegumpula. Jka pada saat tugas besar dberka, tdak ada tugas besar la yag perlu dkerjaka, maka persoala pegerjaa tugas besar mejad relatf mudah. Namu, pada akhr semester, skearo tersebut hampr tdak mugk. Semester 5 d Tekk Iformatka, msalya, dkeal sebaga semester terberat d Tekk Iformatka, karea bayakya tugas besar yag dberka. Baga yag palg meatag dar Semester 5 adalah dua mggu terakhr perkulaha. Pada dua mggu, setdakya utuk Semester I-2012/2013, terdapat buka satu, buka dua, buka tga, tap empat tugas besar yag batas waktu pegumpulaya berdekata. Keempat tugas besar tersebut adalah: 1. Tugas Besar 3 IF3051 Strateg Algortma: Aplkas Algortma Pecocoka Strg pada Smple ChatBot. Deadle: 7 Desember Revs akhr Tugas Besar IF3055 Sstem Iformas: Pegembaga sstem formas utuk sebuah perusahaa Deadle: 9 Desember Tugas besar IF3091 Sstem Operas: Implemetas flesystem sederhaa Deadle: 8 Desember Tugas besar IF3097 Jarga Komputer: Implemetas FTP sederhaa Deadle: 7 Desember 2012 Keempat tugas tersebut memlk waktu kurag lebh dua mggu mula dar pembera tugas hgga batas waktu pegumpula. Keempat tugas tersebut dkerjaka secara berkelompok, da bag sebaga besar orag, kelompok setap Tugas Besar berbeda. Persoalaya adalah, bagamaa meetuka tugas besar apa yag sebakya dkerjaka dalam satu kuru waktu tertetu? III. PERSOALAN BINARY KNAPSACK Persoala kapsack adalah sebuah persoala optmsas kombatoral. Terdapat beberapa jes persoala kapsack, salah satu d ataraya 1/0 kapsack, yag juga dkeal sebaga persoala bary kapsack. Dberka buah objek da sebuah kapsack dega kapastas bobot K. Setap objek memlk propert bobot (weght) w da keutuga (proft) p. Bagamaa memlh memlh objek-objek yag dmasukka ke dalam kapsack sedemka sehgga memaksmumka keutuga. Total bobot objek yag dmasukka ke dalam kapsack tdak boleh melebh kapastas kapsack. Solus persoala bary kapsack dyataka sebaga X = {x 1, x 2,, x } d maa x = 1, jka objek ke- dplh, x = 0, jka objek ke- tdak dplh. [1] Pemecaha persoala bary kapsack dapat megguaka beberapa strateg algortma, atara la exhaustve search, algortma Greedy, da pemrograma dams. Secara umum, formalsas persoala adalah sebaga berkut: Maksmas F = 1 p x dega kedala (costrat) w x 1 K yag dalam hal, x = 0 atau 1, = 1, 2,, Makalah IF3051 Strateg Algortma Sem. I Tahu 2012/2013

4 IV. PENJADWALAN PENGERJAAN TUGAS BESAR SEBAGAI PERSOALAN KNAPSACK Utuk memecahka persoala yag dyataka dalam Bab II, dperluka aalog atara tugas besar d Tekk Iformatka ITB dega persoala kapsack. Kompoe persoala tugas besar adalah: 1. Modul, bab, atau baga tugas besar yag harus dkerjaka a. Waktu yag dbutuhka utuk megerjaka modul b. Waktu yag terssa sebelum teggat waktu tugas besar 2. Waktu yag dmlk oleh mahasswa yag dalokaska utuk megerjaka tugas besar Kompoe pada persoala kapsack adalah: 1. Barag yag g dambl a. Beratya b. Keutugaya 2. Kapastas kapsack Terdapat kemrpa atara kompoe pada persoala tugas besar da persoala kapsack. Modul, bab, atau baga tugas besar yag harus dkerjaka dapat daalogka sebaga barag yag dambl pada persoala kapsack, da waktu yag terseda dapat daalogka dega kapastas kapsack. Waktu pada persoala tugas besar dapat daalogka sebaga berat pada persoala kapsack. Waktu yag terssa sebelum teggat waktu dapat daalogka sebaga keutuga pada persoala kapsack, karea tugas besar yag teggat waktuya lebh dekat lebh urge utuk dkerjaka. Namu, agar aalog tersebut dapat drealsaska, ada dua asums yag dambl. Asums pertama adalah bahwa pegerjaa sebuah modul atau bab bersfat atomk, yatu tdak dapat dpecah. Tetuya pada keyataaya sebuah modul dapat dccl mejad pegerjaa yag lebh sgkat amu bayak. Agar aalog dapat berjala, stlah modul dubah mejad pecaha tugas besar, dalam ukura apapu, yag bersfat atomk. Sebuah modul dapat bersfat depede pada modul laya, dalam hal d maa jka sebuah modul berkegatuga pada modul la yag belum dkerjaka, modul tersebut belum dapat dkerjaka. Asums kedua adalah bahwa mahasswa dapat dega tepat megra-gra waktu yag dbutuhka utuk megerjaka sebuah modul tersebut. Mesk sult medapatka perkraa yag tepat, amu dega bayakya tugas besar yag sudah dkerjaka oleh mahasswa sebelumya, mahasswa seharusya memlk kemampua yag cukup utuk medapatka perkraa waktu tersebut. Asums ketga adalah bahwa mahasswa memlk kemampua utuk bertukar moda pkra atara satu tugas besar dega tugas besar laya dega bak, atau waktu utuk melakuka pertukara moda pkra tersebut sudah dhtug dalam peubah waktu. Jka kedua asums tersebut kta geeralsas, asums yag dguaka haya satu, yatu bahwa mahasswa memlk kemampua maajeme waktu dasar utuk memparts sebuah tugas dega bak dega megetahu waktu yag dbutuhka utuk megerjakaya. Dega demka, aalog persoala tugas besar sebaga persoala bary kapsack dapat berlaku. Persoala tersebut mejad: Maksmas F = 1 p x dega kedala (costrat) 1 w x K yag dalam hal, x = 0 atau 1, = 1, 2,, p adalah waktu yag terssa sebelum teggat waktu tugas, da w adalah waktu yag dbutuhka utuk megerjaka tugas. V. ALGORITMA GREEDY BY DENSITY Greedy adalah algortma pemecaha masalah yag fokus utuk medapatka solus optmal utuk lagkah tertetu amu tdak memkrka apakah solus tersebut optmal utuk ragkaa solus secara keseluruha. Greedy by desty adalah algortma Greedy yag peetua bobot laya bergatug pada destas yag dtetuka. Destas adalah perbadga la da bobot. Nla da bobot tergatug pada masg-masg kasus, d maa dalam persoala kapsack mewakl keutuga da berat. [1] [2] Nla yag dmaksmas dalam algortma Greedy by Desty adalah: F 1 p w x VI. PEMECAHAN PERSOALAN Utuk memecahka persoala tugas besar, pertama perlu dketahu kasus yag aka dpecahka. Msalka taggal saat adalah 30 November 2012 da seorag mahasswa berama Bud megambl mata kulah Strateg Algortma, Sstem Iformas, Jarga Komputer, da Sstem Iformas. Keempat mata kulah tersebut memlk teggat waktu dalam sembla har ke depa, dega rca sebaga berkut: 1. Tugas Besar 3 IF3051 Strateg Algortma: Aplkas Algortma Pecocoka Strg pada Makalah IF3051 Strateg Algortma Sem. I Tahu 2012/2013

5 Smple ChatBot. Deadle: 7 har lag 2. Revs akhr Tugas Besar IF3055 Sstem Iformas: Pegembaga sstem formas utuk sebuah perusahaa Deadle: 9 har lag 3. Tugas besar IF3091 Sstem Operas: Implemetas flesystem sederhaa Deadle: 8 har lag 4. Tugas besar IF3097 Jarga Komputer: Implemetas FTP sederhaa Deadle: 7 har lag Bud bersama kelompokya telah meetuka baga apa saja yag harus dkerjaka oleh Bud, da Bud sudah membuat perkraa waktu yag dbutuhka utuk megerjaka masg-masg baga tersebut. Baga-baga tersebut adalah: Baga Waktu 1. Atarmuka dasar ChatBot (Stma) 3 jam 2. Struktur data dasar flesystem (OS) 5 jam 3. Struktur dasar server FTP (Jarkom) 2 jam 4. Implemetas ftur pada SI 4 jam 5. Pemerksaa edtoral dokume SI 1 jam Bud perlu megerjaka baga-baga la juga pada masg-masg tugas besar, amu keempat baga d atas adalah baga-baga yag bsa dkerjaka saat. Baga-baga tugas tersebut berkorespodes dega teggat waktu tugas besar sebaga berkut: Baga Teggat waktu 1. Atarmuka dasar ChatBot (Stma) 7 har 2. Struktur data dasar flesystem (OS) 8 har 3. Struktur dasar server FTP (Jarkom) 7 har 4. Implemetas ftur pada SI 9 har 5. Pemerksaa edtoral dokume SI 9 har Bud g meetuka tugas apa saja yag harus da kerjaka dalam 10 jam ke depa (K = 10). Dega memafaatka algortma Greedy by Desty, ddapatka tabel berkut: Baga p w p/w X Stma 7 3 2,33 1 OS 8 5 1,6 0 Jarkom 7 2 3,5 1 SI ,25 1 SI Implemetas ftur pada SI 4. Pemerksaa edtoral dokume SI Waktu yag dbutuhka utuk megerjaka semuaya adalah 10 jam. V. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarka papara d atas, dapat dsmpulka bahwa algortma Greedy by Desty dapat dguaka utuk meetuka baga tugas besar apa sajakah yag harus dkerjaka dalam kuru waktu tertetu. Namu, makalah belum dapat mejawab apakah keputusa yag dhaslka bersfat bak atau buruk, sehgga ada bakya jka dlakuka kaja megea dampak keputusa yag dambl dar metode yag djelaska dalam makalah. VII. UCAPAN TERIMA KASIH Peuls megucapka terma kash kepada Bapak Rald Mur da Bu Masayu Lela Khodra sebaga dose pegajar mata kulah IF3051 Strateg Algortma. Peuls juga megucapka terma kash kepada dosedose d Tekk Iformatka ITB yag telah memberka tugas besar kepada mahasswaya sehgga mejad spras utuk makalah. REFERENSI [1] Rald Mur, Dktat Kulah Strateg Algortma, 2011 [2] Redy Bambag Juor, Peerapa Greedy by Desty dalam Pemlha Meu Warteg sebaga Permasalaha Kapsack, 2011 PERNYATAAN Dega saya meyataka bahwa makalah yag saya tuls adalah tulsa saya sedr, buka sadura, atau terjemaha dar makalah orag la, da buka plagas. Badug, 21 Desember 2012 Tubagus Adhka Nugraha Berdasarka perhtuga tersebut, baga yag harus dkerjaka Bud dalam sepuluh jam adalah: 1. Atarmuka dasar ChatBot 2. Struktur dasar server FTP Makalah IF3051 Strateg Algortma Sem. I Tahu 2012/2013