IMPLEMENTASI ALGORITMA GENETIKA PADA OPTIMALISASI PENJADWALAN MATA PELAJARAN (Studi Kasus SMP Negeri 1 Singosari) TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 IMPLEMENTASI ALGORITMA GENETIKA PADA OPTIMALISASI PENJADWALAN MATA PELAJARAN (Studi Kasus SMP Negeri 1 Singosari) TUGAS AKHIR Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Oleh : Fatmawati Puspitasari JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2014

2 LEMBAR PERSETUJUAN IMPLEMENTASI ALGORITMA GENETIKA PADA OPTIMALISASI PENJADWALAN MATA PELAJARAN (Studi Kasus SMP Negeri 1 Singosari) TUGAS AKHIR Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Yufis Azhar, M.Kom Yuda Munarko, S.Kom, M.Sc NIDN NIP i

3 LEMBAR PENGESAHAN IMPLEMENTASI ALGORITMA GENETIKA PADA OPTIMALISASI PENJADWALAN MATA PELAJARAN (Studi Kasus SMP Negeri 1 Singosari) TUGAS AKHIR Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : FATMAWATI PUSPITASARI Tugas Akhir ini telah diuji dan dinyatakan lulus melalui sidang majelis pengujian pada tanggal 17 Juli 2014 Menyetujui, Penguji I Penguji II Eko Budi Cahyono, S.Kom.,MT. Wahyu A. Kusuma,M.Kom NIP NIDN Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Informatika Yuda Munarko, S.Kom, M.Sc NIP ii

4 LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Fatmawati Puspitasari NIM : Fakultas / Jurusan : Teknik / Teknik Informatika Judul : IMPLEMENTASI ALGORITMA GENETIKA PADA OPTIMALISASI PENJADWALAN MATA PELAJARAN (Studi Kasus SMP Negeri 1 Singosari) Dengan ini menyatakan bahwa : 1. Seluruh isi adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. 2. Apabila dikemudian hari ternyata tugas akhir saya tulis terbukti hasil jiplakan, maka saya akan bersedia menanggung segala resiko yang akan saya terima. Demikian pernyataan ini dibuat dengan segala kesadaran. Mengetahui, Malang, 11 Juli 2014 Pembimbing I Yang Membuat Pernyataan Yufis Azhar, M.Kom Fatmawati Puspitasari NIDN iii

5 LEMBAR PERSEMBAHAN Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Allah SWT atas segala rahmad, hidayah dan ridho-nya, serta tidak lupa sholawat dan salam kepada junjungan nabi besar Muhammad SAW. 2. Ayahanda Mahmud dan Ibunda Eny Romlah tercinta yang tiada henti mendoakan dan memberikan nasehat, dukungan moriel dan materiel, serta semua pengorbanan jiwa raganya demi terselesainya pendidikan S1 yang saya tempuh, semoga Allah SWT membalas semua pengorbanannya AMIN. 3. Terima kasih kepada Bpk Yufiz Azhar, M.Kom selaku pembimbing I dan Bpk Yuda Munarko, S.Kom, M.Sc selaku pembimbing II, yang telah bersabar untuk membimbing saya sampai terselesaikannya pendidikan S1 yang saya tempuh dengan tepat waktu. 4. Kakak dan adek ( Kristin Betty Vebrianan, S.H, Irawan Setiaji, S.E, Kharisma Nirmalasari, Kharisna Nirmalasari ) yang sangat saya banggakan terima kasih atas doa-doanya serta motivasi dan semangat yang kalian beriakan. 5. Nenek saya H. Erma dan Tumini terima kasih selama ini tiada hentinya mendoakan dan mendukung saya semoga Allah SWT membalas semuanya AMIN. 6. Sahabat-sahabat saya ( Irham Yunanda, Fatimatuzzahrah, Annisah Nuryati Siregar, Khozaini, Mohammad Kadarusman, Irham Krisna Bahari, Kharisma Putra Borneo ) terima kasih selama telah memberikan semangat dan dukungan kepada saya. vi

6 KATA PENGANTAR Dengan Memanjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : IMPLEMENTASI ALGORITMA GENETIKA PADA OPTIMALISASI PENJADWALAN MATA PELAJARAN (Studi Kasus SMP Negeri 1 Singosari). Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi pendahuluan, dasar teori, perancangan sistem, pengujian, analisa sistem, serta kesimpulan. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan. Malang, Agustus 2014 Fatmawati Puspitasari vii

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... LEMBAR PERNYATAAN... ABSTRAK... ABSTRACT... HALAMAN PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii iv v vi vii viii xii xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Metodologi Sistematika Penulisan... 4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Optimalisasi Penjadwalan Algoritma Genetika Pengertian Permasalahan yang Membutuhkan Algoritma Genetika Aplikasi Algoritma Genetika Beberapa Pengertian Dasar Siklus Algoritma Genetika Komponen Algoritma Genetika Skema Pengkodean viii

8 Nilai Fittness Seleksi Orang Tua Pindah Silang Mutasi Eliteisme Penggantian Populasi Kriteria Penghentian Contoh Kasus Algoritma Genetik Untuk Menyelesaikan Masalah BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1 Analisa Masalah Analisa Kebutuhan Perancangan Algoritma Genetika Pengkodean Inisialisasi Kromosom Perhitungan Nilai Fitness Seleksi Mutasi Pindah Silang (Crossover) Perancangan Sistem Usecase diagram Activity diagram Mengatur data guru Mengatur data mata pelajaran Login admin Mainkan aplikasi penjadwalan Tampil Hasil Sequence diagram Mengatur Data Guru Mengatur Mata Pelajaran Mengatur Login Admin ix

9 Mengatur Mainkan aplikasi penjadwalan Mengatur Tampil hasil Class Diagram Rancangan Desain Database Entity Relationship Diagram (ERD) Tabel Database Perancangan Tampilan Antar muka Rancangan Tampilan Login Rancangan Tampilan Menu Utama Rancangan Tampilan Halaman Editor Mata Pelajaran Rancangan Tampilan Editor Guru Rancangan Tampilan Penjadwalan BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 4.1 Kebutuhan Perangkat Perangkat Lunak Yang Digunakan Perangkat Keras Yang Digunakan Implementasi Program Form Login Form Menu utama Form add data guru Form add data mata pelajaran Form jam Form mainkan aplikasi penjadwalan Tampilan Form Hasil Kode Program Algoritma Genetika Kode Program Inisialisasi Kromosom Kode Program Perhitungan Fungsi Fitness Kode Program Seleksi Kode Program Pindah Silang (Crossover) Kode Program Mutasi x

10 Kode Program Generasi Pengujian interface aplikasi Algoritma Genetika Tahap Pengujian BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Ilustrasi Representasi Penyelesaian Permasalahan dalam Algoritma Genetika Gambar 2.2 Siklus algoritma genetika yang diperkenalkan oleh David Goldberg Gambar 2.3 Siklus algoritma genetika Zbigniew Michalewicz hasil perbaikan dari siklus algoritma genetika yang diperkenalkan oleh David Goldberg Gambar 2.4 Ilustrasi Metode Roulette-wheel Gambar 2.5 Proses pindah silang satu titik Gambar 2.6 Proses pindah silang banyak titik Gambar 2.7 Proses mutasi pada tingkat kromosom Gambar 2.8 Proses mutasi pada tingkat gen Gambar 2.9 Proses mutasi pada tingkat hanya satu bit yang berubah Gambar 2.10 Hubungan generasi dengan fitness Gambar 3.1 Use case diagram Gambar 3.2 Add data guru Gambar 3.3 Add mata pelajaran Gambar 3.4 Login admin Gambar 3.5 Mainkan aplikasi penjadwalan Gambar 3.6 Tampil Hasil Gambar 3.7 Add guru Gambar 3.8 Add data mata pelajaran Gambar 3.9 Login admin Gambar 3.10 Mainkan aplikasi penjadwalan Gambar 3.11 Tampil hasil Gambar 3.12 Class Diagram Aplikasi penjadwalan di SMP Negeri 1 Singosari menggunakan algoritma genetika Gambar 3.13 Entity Relationship diagram Gambar 3.14 Rancangan tampilan login Gambar 3.15 Rancangan tampilan menu utama xii

12 Gambar 3.16 Rancangan tampilan editor mata pelajaran Gambar 3.17 Rancangan tampilan editor guru Gambar 3.18 Rancangan tampilan penjadwalan Gambar 4.1 Form Login Gambar 4.2 Form Menu utama Gambar 4.3 Form add data guru Gambar 4.4 Form add data mata pelajaran Gambar 4.5 Form jam Gambar 4.6 Form Aplikasi Gambar 4.7 Tampilan Form hasil Gambar 4.8 Kode program mengambil data dan pembuatan kromosom dari database Gambar 4.9 Kode program inisialisasi pembagian kromosom tiap kelas Gambar 4.10 Kode program fitness bentrok guru Gambar 4.11 Kode program fitness bentrok ruang Gambar 4.12 Kode program fitness Jumlah jadwal mengajar guru dalam sehari melampaui batas mengajar lebih dari 3 jam pelajaran Gambar 4.13 Kode program seleksi Gambar 4.14 Kode program untuk menentukan musuh atau gen pengganti Gambar 4.15 Kode program pindah silang (crossover) Gambar 4.16 Kode program mutasi Gambar 4.17 Kode program generasi xiii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Metode Roulette-wheel Tabel 2.2 Proses Perhitungan Algoritma Genetik Tabel 2.3 Hubungan Ukuran Populasi dengan Nilai Fitness Tabel 2.4 Hubungan Jumlah Generasi dengan Nilai Fitness Tabel 3.1 Syarat kegiatan belajar Tabel 3.2 Jumlah Jam Tiap Mata Pelajaran Perminggunya Tabel 3.3 Inisialisasi Kromosom Tabel 3.4 Contoh ilustrasi syarat Tabel 3.5 Contoh ilustrasi syarat Tabel 3.6 Contoh ilustrasi syarat Tabel 3.7 Contoh proses mutasi dan crossover Tabel 3.8 Penjelasan use case diagram Tabel 3.9 Tabel Mata Pelajaran Tabel 3.10 Tabel Guru Tabel 3.11 Tabel Jam Tabel 3.12 Tabel Pesan Tabel 4.1 Pengujian Interfice Tabel 4.2 Pengujian Program xiv

14 DAFTAR PUSTAKA [1] Pradnyana, Nanda Bagus, Dwi Sunaryono, Abdul Munif Perancangan dan Pembuatan Aplikasi Penjadwalan Perkuliahan Menggunakan Algoritma Genetik dan Teknologi Java API for XML Web Service pada Platform Android. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). [2] Mirwan, Muhammad Optimalisasi Koordinasi Pemerintahan Tingkat Kecamatan Di Kecamatan Kota Bangun Kabupaten Kutai Kartanegara. Samarinda: Fisip Unmul. [3] Wati, Dwi Ana Ratna, Yuli Agusti Rochman Model Penjadwalan Matakuliah Secara OtomatisBerbasis Algoritma Particle Swarm Optimization (PSO). Yogyakarta: Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Indonesia. [4] Sutojo, T, Edy Mulyanto, Dr. Vincent Suhartono Kecerdasan Buatan. Yogyakarta : Andi. [5] Cholis, Muhammad Nur Aplikasi Penjadwalan Pelajaran Moving Class Dengan Algoritma Genetika (Studi Kasus Smp Negeri 1 Paiton). Malang: Jurusan teknik informatika Fakultas teknik Universitas Muhammadiyah Malang. [6] Informatika Algoritma Genetika. ( di akses pada tgl 11 april jam 21.31). [7] Yuliani Algoritma Genetik Untuk Menyelesaikan Masalah Optimasi Fungsi Berkendala Dengan Pengkodean Bilangan Bulat. Surabaya: Jurusan Teknik Informatika Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto (STTA). [8] Sri, Widodo Thomas Komputasi Evolusioner (Algoritma Genetik, Pemrograman Genetik, dan Pemograman Evolusioner). Yogyakarta: Graha Ilmu. 58