PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU SKRIPSI

Transkripsi

1 i PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU SKRIPSI AL MIFDHAL DEPARTEMEN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2 i PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk mencapai gelar sarjana sains AL MIFDHAL DEPARTEMEN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

3 ii PERSETUJUAN Judul : PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU Kategori : SKRIPSI Nama : AL MIFDHAL Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) MATEMATIKA Departemen : MATEMATIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Diluluskan di Medan, Oktober 2013 Pembimbing 2 Pembimbing 1 Drs. Marihat Situmorang, M.Kom. Dra. Normalina Napitupulu, M.Sc. NIP NIP : Diketahui/Disetujui oleh Departemen Matematika FMIPA USU Ketua. Prof. Drs. Tulus, Vordipl.Math, M.Si, Ph.D. NIP

4 iii PERNYATAAN PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Oktober 2013 Al Mifdhal

5 iv PENGHARGAAN Assalamu alaikum Wr. Wb. Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis berhasil menyelesaikan skripsi yang berjudul Penerapan Jaringan Saraf Tiruan Algoritma Backpropagation Untuk Penyusunan Jadwal Mata Kuliah di Jurusan Matematika FMIPA USU ini dalam waktu yang telah ditetapkan. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dra. Normalina Napitupulu, M.Sc. dan Bapak Drs. Marihat Situmorang, M.Kom. selaku pembimbing yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan kepada penulis untuk menyempurnakan kajian ini. Bapak Drs. Partano Siagian, M.Sc dan Bapak Drs. James Piter Marbun, M.Kom.selaku penguji yang telah memberikan kritikan dan saran yang membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.Ketua dan Sekretaris Departemen Matematika Bapak Prof. Dr. Tulus, M.Si.dan Ibu Dra. Mardiningsih, M.Si..Seluruh staf pengajar dan staf administrasi di lingkungan Departemen Matematika, serta seluruh civitas akademika di lingkungan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada kedua orang tua penulis, Ayahanda Daniel, SmHk dan Ibunda Ir. Nurhayati Tarigan yang telah memberikan banyak bantuan baik materi, moral maupun spiritual, dankepada saudara penulis Al Mizfar. Tidak terlupakan, ucapan terima kasih kepada sahabat penulis, khususnya untuk Matematika Komputasi angkatan 2008 (M. Iqbal Pradipta dan M. Hanafi Harahap), M. Romi Syahputra, Prana Ugiana Gio, Isnaini H. Rambe, Meliya Ningrum, Evi Syafitri Pohan serta abang-kakak senior dan adik-adik juniorku di Departeman Matematika FMIPA USU. Sahabat-sahabat di Ikatan Mahasiswa

6 v Matematika Muslim FMIPA USU, Himpunan Mahasiswa Matematika FMIPA USU, Pemerintahan Mahasiswa FMIPA USU, rekan-rekan Asisten Laboratorium S1 Matematika dan Laboratorium D3 Statistika FMIPA USU dan kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dorongan yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Semoga segala bentuk bantuan yang telah diberikan kepada penulis mendapatkan balasan yang lebih baik dari Allah SWT.Akhir kata penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan skripsi ini dan berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaatbagi para pembaca. Amin. Medan, Oktober 2013 Penulis, Al Mifdhal

7 vi PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU ABSTRAK Penyusunan Jadwal Perkuliahan yang optimal merupakan kebutuhan penting saat ini.jumlah tenaga pengajar dan ruangan perkuliahan yang terbatas dapat menjadi sebuah kendala.jaringan Saraf Tiruan merupakan sebuah prosedur metaheuristik yang dapat digunakan.salah satunya dengan Algoritma Backpropagation yang dapat digunakan dalam penyusunan tersebut.dalam algoritma Backpropagation, hasil pola yang keluar dari lapisan outputakan dibandingkan dengan pola yang diharapkan. Saat polanya tidak samadengan yang diharapkan, maka pola keluaran akan menyebar mundur (backward) kembali ke lapisan tersembunyi untuk menurunkan error yang terjadi.

8 vii APPLICATION OF NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION ALGORITHM FOR COURSE SCHEDULLING IN DEPARTMENT OF MATHEMATICS FACULTY OF SCIENCE USU ABSTRACT An optimalized course schedulling is an important requirement at this time. Limited number of teachers and classes can be an obstacle. Artificial Neural Network (ANN)is a metaheuristic procedure that can be used. Backpropagation Algorithm can be used in the schedulling. In Backpropagation, the output pattern will be equaled with the output target. When the pattern isn t equivalent, it will backwarded back to the hidden layer to descending the error.

9 viii DAFTAR ISI Halaman Judul Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar i ii iii iv vi vii viii x xi Bab 1 Pendahuluan Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tinjauan Pustaka Tujuan Penelitian Kontribusi Penelitian Metode Penelitian 5 Bab 2 Landasan Teori Penjadwalan Jadwal Secara Umum Penjadwalan Kuliah Jaringan Saraf Tiruan Jaringan Saraf Biologis Komparasi antara Jaringan Saraf Biologis dan JST Pengertian Jaringan Saraf Tiruan Konsep Dasar Jaringan Saraf Tiruan Fungsi Aktivasi atau Fungsi Transfer Algoritma Pembelajaran Backpropagation Java 19

10 ix Bab 3 Analisis dan Perancangan Aplikasi Analisis Kebutuhan Software Analisis Algoritma Backpropagation Analisis Algoritma Input Analisis Algoritma Proses Analisis Algoritma Output 21 Bab 4 Implementasi dan Pembahasan Perancangan Perangkat Pengujian Aplikasi Fungsi Utama Fungsi Backpropagation 25 Bab 5 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran 34 Daftar Pustaka 35 Lampiran 36

11 x DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Analogi antara JST dengan Jaringan Saraf Buatan 9

12 xi DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Struktur sederhana sebuah neuron 7 Gambar 2.2 Model tiruan sebuah neuron 10 Gambar 2.3 Fungsi Sigmoid Biner 12 Gambar 2.4 Fungsi Sigmoid Bipolar 13 Gambar 2.5 Alur kerja Backpropagation 14 Gambar 2.6 Backpropagation dengan satu lapisan tersembunyi 15 Gambar 2.7 Tampilan JCreator 4.50 Pro 19