Contoh Penggunaan Algoritma Genetika dan NEH

Transkripsi

1 Contoh Penggunaan Algoritma Genetika dan NEH Mata Kuliah Tawar Program Studi Teknik Informatika Kode_mk Mata Kuliah SKS Semester Kelas Dosen Pengampu TKC108 Aljabar Linear 3 2 A Mula'ab, S.Si., M.Kom TKC108 Aljabar Linear 3 2 B Miftahul Ulum, ST., MT TKC118 Aljabar Linear 3 2 C Dwi Kuswanto, S.Pd., MT TKC104 Struktur Data 2 2 A Kurniawan Eka Permana, S.Kom., M.Sc TKC104 Struktur Data 2 2 B Kurniawan Eka Permana, S.Kom., M.Sc TKC104 Struktur Data 2 2 C Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., MT TKC104 Struktur Data 2 2 D Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., MT TKC122 Riset Operasi 3 4 A Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., MT TKC122 Riset Operasi 3 4 B Eza Rahmanita, ST., MT TKC122 Riset Operasi 3 4 C Eza Rahmanita, ST., MT TKC122 Riset Operasi 3 4 D Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., MT TKC126 Sistem Operasi 3 4 A Hermawan, ST., M,Kom TKC126 Sistem Operasi 3 4 B Hermawan, ST., M,Kom TKC126 Sistem Operasi 3 4 C Aeri Rahmad, ST., MT TKC264 Basis Data II 3 4 A Noor Ifada, ST., MISD TKC264 Basis Data II 3 4 B Kurniawan Eka Permana, S.Kom., M.Sc TKC264 Basis Data II 3 4 C Noor Ifada, ST., MISD Mata Kuliah Tawar Program Studi D3 Manajemen Informatika id Kode_mk Mata Kuliah SKS Semester Kelas Dosen Pengampu M18 TKD111 Struktur Data 3 2 A Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. M19 TKD111 Struktur Data 3 2 B Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. M20 TKD111 Struktur Data 3 2 C Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. M21 TKD112 Aljabar Linier 2 2 A Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. M22 TKD112 Aljabar Linier 2 2 B Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. M23 TKD114 ArOrKom 2 2 A Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. M24 TKD114 ArOrKom 2 2 B Meidya Koeshardianto, S.Si., MT. M25 TKD134 Jarkom 2 4 A Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. M26 TKD134 Jarkom 2 4 B Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. M27 TKD134 Jarkom 2 4 C Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. M28 TKD179 Basdat A Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., M.Kom. M29 TKD179 Basdat B Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., M.Kom. M30 TKD179 Basdat C Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., M.Kom. M31 TKD155 Metnum 3 4 A Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. M32 TKD155 Metnum 3 4 B Dwi Kuswanto, S.Pd., MT. M33 TKD163 SPK 3 4 A Firli Irhamni, ST., M.Kom. M34 TKD163 SPK 3 4 B Firli Irhamni, ST., M.Kom.

2 Sebelum membuat kromosom, data yang akan dijadikan kromosom di inisialisasikan dulu. Contoh ini yang di inisialisasikan yaitu daftar mata kuliah dengan kolom id, daftar hari dengan kolom id_hari, dan jam dengan kolom shift. Inisialisasi kromosomnya sebagai berikut: Inisialisasi Kromosom Tabel Matakuliah Id Kode_mk Mata Kuliah SKS Semester Kelas Dosen Pengampu Ruang M1 TKC108 Aljabar Linear 3 2 A Mula'ab, S.Si., M.Kom RKB A101 M2 TKC108 Aljabar Linear 3 2 B Miftahul Ulum, ST., MT RKB A102 M3 TKC118 Aljabar Linear 3 2 C Dwi Kuswanto, S.Pd., MT RKB A103 M4 Kurniawan Eka Permana, RKB A104 TKC104 Struktur Data 2 2 A S.Kom., M.Sc M5 Kurniawan Eka Permana, RKB A105 TKC104 Struktur Data 2 2 B S.Kom., M.Sc M6 Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., RKB A101 TKC104 Struktur Data 2 2 C MT M7 Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., RKB A102 TKC104 Struktur Data 2 2 D MT M8 Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., RKB A103 TKC122 Riset Operasi 3 4 A MT M9 TKC122 Riset Operasi 3 4 B Eza Rahmanita, ST., MT RKB A104 M10 TKC122 Riset Operasi 3 4 C Eza Rahmanita, ST., MT RKB A105 M11 Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., RKB A101 TKC122 Riset Operasi 3 4 D MT M12 TKC126 Sistem Operasi 3 4 A Hermawan, ST., M,Kom RKB A102 M13 TKC126 Sistem Operasi 3 4 B Hermawan, ST., M,Kom RKB A103 M14 TKC126 Sistem Operasi 3 4 C Aeri Rahmad, ST., MT RKB A104 M15 TKC264 Basis Data II 3 4 A Noor Ifada, ST., MISD RKB A105 M16 Kurniawan Eka Permana, RKB A101 TKC264 Basis Data II 3 4 B S.Kom., M.Sc M17 TKC264 Basis Data II 3 4 C Noor Ifada, ST., MISD RKB A102 id Kode_mk Mata Kuliah SKS Semester Kelas Dosen Pengampu Ruang M18 TKD111 Struktur Data 3 2 A Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. RKB B101 M19 TKD111 Struktur Data 3 2 B Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. RKB B102 M20 TKD111 Struktur Data 3 2 C Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. RKB B101 M21 TKD112 Aljabar Linier 2 2 A Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. RKB B102 M22 TKD112 Aljabar Linier 2 2 B Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. RKB B101 M23 TKD114 ArOrKom 2 2 A Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. RKB B102 M24 TKD114 ArOrKom 2 2 B Meidya Koeshardianto, S.Si., MT. RKB B101 M25 TKD134 Jarkom 2 4 A Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. RKB B102 M26 TKD134 Jarkom 2 4 B Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. RKB B101 M27 TKD134 Jarkom 2 4 C Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. RKB B102 M28 Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., RKB B101 TKD179 Basdat A M.Kom. M29 Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., RKB B102 TKD179 Basdat B M.Kom. M30 Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., RKB B101 TKD179 Basdat C M.Kom.

3 M31 TKD155 Metnum 3 4 A Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. RKB B102 M32 TKD155 Metnum 3 4 B Dwi Kuswanto, S.Pd., MT. RKB B101 M33 TKD163 SPK 3 4 A Firli Irhamni, ST., M.Kom. RKB B102 M34 TKD163 SPK 3 4 B Firli Irhamni, ST., M.Kom. RKB B101 Tabel Hari Perkuliahan dari hari Senin sampai Kamis id_hari Hari 1 Senin 2 Selasa 3 Rabu 4 Kamis Tabel Jam 1 SKS= 50 Menit Shif(jam ke-n) Jam awal Jam Akhir Jam ke n 3 Jam ke n 4 Jam ke n 5 Jam ke n

4 Tahap 1. Pembentukan Kromosom berdasarkan data diatas: id Kode_mk Mata Kuliah SKS Kelas Dosen Pengampu Ruang id_hari shift M1 TKC108 Aljabar Linear 3 A Mula'ab, S.Si., M.Kom RKB A M2 TKC108 Aljabar Linear 3 B Miftahul Ulum, ST., MT RKB A M3 TKC118 Aljabar Linear 3 C Dwi Kuswanto, S.Pd., MT RKB A M4 TKC104 Struktur Data 2 A Kurniawan Eka Permana, S.Kom., M.Sc RKB A M5 TKC104 Struktur Data 2 B Kurniawan Eka Permana, S.Kom., M.Sc RKB A M6 TKC104 Struktur Data 2 C Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., MT RKB A M7 TKC104 Struktur Data 2 D Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., MT RKB A M8 TKC122 Riset Operasi 3 A Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., MT RKB A M9 TKC122 Riset Operasi 3 B Eza Rahmanita, ST., MT RKB A M10 TKC122 Riset Operasi 3 C Eza Rahmanita, ST., MT RKB A M11 TKC122 Riset Operasi 3 D Abdullah Basuki Rahmat, S.Si., MT RKB A M12 TKC126 Sistem Operasi 3 A Hermawan, ST., M,Kom RKB A M13 TKC126 Sistem Operasi 3 B Hermawan, ST., M,Kom RKB A M14 TKC126 Sistem Operasi 3 C Aeri Rahmad, ST., MT RKB A M15 TKC264 Basis Data II 3 A Noor Ifada, ST., MISD RKB A M16 TKC264 Basis Data II 3 B Kurniawan Eka Permana, S.Kom., M.Sc RKB A M17 TKC264 Basis Data II 3 C Noor Ifada, ST., MISD RKB A M18 TKD111 Struktur Data 3 A Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. RKB B M19 TKD111 Struktur Data 3 B Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. RKB B M20 TKD111 Struktur Data 3 C Fitri Damayanti, S.Kom., M.Kom. RKB B M21 TKD112 Aljabar Linier 2 A Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. RKB B M22 TKD112 Aljabar Linier 2 B Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. RKB B M23 TKD114 ArOrKom 2 A Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. RKB B M24 TKD114 ArOrKom 2 B Meidya Koeshardianto, S.Si., MT. RKB B M25 TKD134 Jarkom 2 A Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. RKB B M26 TKD134 Jarkom 2 B Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. RKB B M27 TKD134 Jarkom 2 C Budi Dwi Satoto, ST., M.Kom. RKB B M28 TKD179 Basdat 1 3 A Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., M.Kom. RKB B

5 M29 TKD179 Basdat 1 3 B Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., M.Kom. RKB B M30 TKD179 Basdat 1 3 C Yeni Kustiyahningsih, S.Kom., M.Kom. RKB B M31 TKD155 Metnum 3 A Achmad Ubaidillah Ms., ST., MT. RKB B M32 TKD155 Metnum 3 B Dwi Kuswanto, S.Pd., MT. RKB B M33 TKD163 SPK 3 A Firli Irhamni, ST., M.Kom. RKB B M34 TKD163 SPK 3 B Firli Irhamni, ST., M.Kom. RKB B Keterangan: Kolom id menampung data seperti kode_mk, mk, sks, semester, kelas, dosen, ruang. Kolom id_hari menampung data hari yang digunakan untuk perkuliahan seperti, 1=senin, 2=selasa, 3=rabu, 4, kamis Kolom Shift untuk menampung jam ke berapa matakuliah itu di jadwalkan. Pembentukan kromosom diatas dilakukan dengan acak, yang diacak yaitu pada kolom id, id_hari, dan shift. Sehingga itu adalah sebagai populasi awal.

6 Tahap 2. Membuat Nilai Fitness Kromosom Rumus mencari nilai fitness: Tujuan mencari nilai fitness adalah seberapa baik kromosom tersebut. Adapun pelanggaran (Penalty) yang mempengaruhi nilai Fitness pada suatu kromosom adalah: 1. Dalam satu waktu dosen tidak boleh mengajar di dua tempat. 2. Ruangan tidak boleh digunakan lebih dari satu matakuliah pada waktu yang sama. Satu Penalty/pelanggaran tersebut bernilai 1. Apabila nilai penalty besar maka nilai fitness yang dihasilkan kecil, sebaliknya jika nilai penalty kecil maka nilai fitness yang dihasilkan besar. Jika suatu kromosom tidak melakukan penalty maka nilai fitnessnya akan bernilai 1, maka kromosom inilah yang menjadi kromosom terbaik. Tahap 3. Proses NEH Merupakan metode yang dikolaborasikan dengan algoritma genetika. Langkah-langkah: Setelah koromosom mendapatkan nilai fitness, nilai fitness yang kecil dipisah sehingga nilai fitness yang kecil tu diurutkan secara descending. Tahap 4. Seleksi Kromosom Kemudian nilai fitness yang kecil diseleksi menggunakan metode Roulete Whell Contoh Langkah-langkah Metode Roulette Whell: a. Hitung total fitness (F) seluruh kromosom dalam populasi TF= K13+K16+K3+K6+K8+K10+K14+K15+K18+K19 TF = = 3.98 b. Hitung probabilitas seleksi (pk) setiap kromosom Pk1 = 0.5/3.98 = Pk2 = 0.5/3.98 = Pk3 = 0.33/3.98 = Pk4 = 0.33/3.98 = 0.082

7 Pk5 = 0.33/3.98 = Pk6 = 0.5/3.98 = Pk7 = 0.33/3.98 = Pk8 = 0.33/3.98 = Pk9 = 0.5/3.98 = Pk10 = 0.33/3.98 = c. Hitung probabilitas kumulatif (qk) setiap kromosom q1 = p1 = q2 = q1 + p2 = = q3 = q2 + p3 = = q4 = q3 + p4 = = q5 = q4 + p5 = = q6 = q5 + p6 = = q7 = q6 + p7 = = q8 = q7 + p8 = = q9 = q8 + p9 = = q10 = q9 + p10 = = d. Buat bilangan random acak untuk memilih kromosom induk sebanyak jumlah kromosom. r1= r2= r3= r4= r5= r6= r7= r8= r9= r10= 0.162

8 r1= maka kromosom K14 terpilih karena q7 > r2= maka kromosom K6 terpilih karena q3 > r3= maka kromosom K13 terpilih karena q6 > r4= maka kromosom K6 terpilih karena q3 > r5= maka kromosom K14 terpilih karena q7 > r6= maka kromosom K3 terpilih karena q2 > r7= maka kromosom K16 terpilih karena q9 > r8= maka kromosom K18 terpilih karena q11 > r9= maka kromosom K13 terpilih karena q6 > r10= maka kromosom K3 terpilih karena q2 > Tahap 5. Crossover pada kromosom Cara Kerja crossover: a. Pilih secara acak dua kromosom yang akan dijadikan kromosom induk. b. Pilih secara acak posisi gen yang akan dikawin silangkan dari kromosom induk. c. Lakukan crossover dengan menempatkan gen pertama populasi induk pertama, kemudian menukarkan gen dengan yang ada pada populasi kedua. Contoh: Gambar 4.2 Contoh Crossover Maka setelah dilakukannya proses kawin silang (Crossover) dari kedua kromosom induk (parents) yang terpilih, maka akan menghasilkan kromosom anak (offspring). Tahap 6. Mutasi pada Kromosom Cara Kerja mutasi: a. Pilih acak kromosom yang akan dimutasi. b. Tentukan dua atau lebih gen yang akan dimutasi pada kromosom. c. Cari posisi gen-gen yang terpilih kemudian merubah bit-bitnya.

9 Contoh: Gambar 4.3 Contoh Mutasi Karena proses mutasi juga merupakan salah satu operator dasar dalam algoritma genetika, sehingga sama dengan crossover, mutasi juga memerlukan probabilitas dengan proses yang sama seperti probabilitas crossover. Individu dengan nilai probabilitas lebih kecil dari probabilitas yang telah ditentukan yang akan melewati proses mutasi. Kondisi Selesai Terdapat tiga kondisi selesai yang dapat menghentikan proses algoritma pemograman ini,yaitu: 1. Jika setelah beberapa generasi berturut-turut nilai fitness terbaik dari populasi tidak mengalami perubahan kembali. 2. Jika jumlah generasi maksimum telah tercapai. 3. Jika nilai fitness terbaik minimal telah tercapai.