RENCANA PROGRAM KEGIATAN PEMBELAJARAN SEMESTER (RPKPS) TEKNIK KOMPRESI Disusun Oleh: Anastasya Latubessy, S.Kom, M.Cs PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MURIA KUDUS SEPTEMBER 2012
LEMBAR PENGESAHAN Judul RPKPS Dosen Pengampu : Teknik Kompresi : Anastasya Latubessy, S.Kom, M.Cs Mengetahui dan Menyetujui: Kudus, September 2012 Ketua Program Studi Penyusun (Ahmad Jazuli, M.Kom ) (Anastasya Latubessy, S.Kom, M.Cs) 2
A. Latar Belakang Kompresi data merupakan proses mengubah input data stream(data asli) menjadi data stream lainnya(output, bitstream, atau stream terkompresi) yang berukuran lebih kecil (Salomon, 2007). Data tidak hanya disajikan dalam bentuk teks, tetapi juga dapat berupa gambar, audio (bunyi, suara, musik) dan video. Keempat macam data tersebut sering disebut dengan multimedia. Pada umumnya representasi data digital membutuhkan memori yang besar, disisi lain kebanyakan data misalnya citra(image) mengandung duplikasi. Duplikasi ini dapat berarti dua hal. Pertama, besar kemungkinan suatu pixel dengan pixel lain tetangganya memiliki intensitas yang sama, sehingga penyimpanan setiap pixel memboroskan tempat. Kedua, citra banyak mengandung bagian(region) yang sama, sehingga bagian yang sama ini tidak perlu dikodekan berulang kali. Saat ini, kebanyakan aplikasi menginginkan representasi dengan memori yang lebih sedikit. Pemampatan data atau kompresi data(data compression) bertujuan meminimalkan kebutuhan memori untuk merepresentasikan data digital. Prinsip umum yang digunakan pada proses kompresi adalah mengurangi duplikasi data sehingga memori untuk merepresentasikan menjadi lebih sedikit daripada representasi data digital semula. Mata kuliah Teknik Kompresi terdapat pada kurikulum program studi Teknik Informatika Universitas Muria Kudus yang diberikan di semester V. Mata kuliah ini memberikan pengetahuan kepada mahasiswa tentang Teknik Kompresi data pada beberapa jenis file serta pentingnya penerapan kompresi data di era digital sekarang ini. Agar dalam pelaksanaan proses pembelajaran mencapai sasaran dan tujuan yang telah di tetapkan maka diperlukan perencanaan, persiapan dan pengendalian yang baik terhadap proses pembelajaran. Untuk itu diperlukan Rencana Program Kegiatan Pembelajaran Semester (RPKPS) yang disusun dengan baik. Dengan RPKPS diharapkan penerapan proses pembelajaran dapat menumbuhkan motivasi belajar yang tinggi terhadap mahasiswa dan pelaksanaan perkuliahan dapat berjalan dengan lancar, sesuai dengan kurikulum dan silabus yang telah dikembangkan. 3
A. Perencanaan Pembelajaran 1. Nama Mata Kuliah : Teknik Kompresi 2. Kode Mata Kuliah : TIT 309 3. Bobot SKS : 3 SKS 4. Semester : V 5. Dosen : Anastasya Latubessy, S.Kom, M.Cs 6. Kompetensi : a. Mahasiswa diharapkan dapat memahami konsep dan dasar-dasar kompresi data. b. Mahasiswa dapat mengenal beberapa metode kompresi. c. Mahasiswa dapat mengetahui algoritma dasar dari teknik kompresi. d. Mahasiswa dapat mengetahui model dalam teknik kompresi. e. Mahasiswa dapat mengetahui cara kerja kompresi pada beberapa jenis file (text, audio, image,video). f. Mahasiswa dapat melakukan implementasi teknik kompresi data. 7. Media Pembelajaran : Laptop, LCD Projector, Whiteboard. 8. Daftar Pustaka : a. Salomon, D, 2007, Data Compression, The Complete Reference, 4th edition, Springer. b. Sayood, K, 2006, Introduction to Data Compression, Morgan Kaufmann Pub. c. Guojun Lu, 1999, Multimedia Database Management Systems. d. Nelson, M.,Gailly, J.L. 1996, The Data Compression Book, Second Edition.M&T Books, New York. e. Blelloch, G.E., 2001, Introduction to Data Compressi on. Computer Science Department, Carnegie Mellon University. 9. Rancangan Pembelajaran. 4
RPKPS Nama Mata Kuliah : Teknik Kompresi SKS : 3 Program Studi : Teknik Informatika Fakultas : Teknik KOMPETENSI MATA KULIAH: a. Mahasiswa memahami konsep dan dasar-dasar kompresi data. b. Mahasiswa mengenal beberapa metode kompresi. c. Mahasiswa mengetahui cara kerja kompresi pada beberapa jenis file. Matriks Pembelajaran : Minggu 1 Kemampuan akhir yang diharapkan Termotivasi untuk mengetahui dan memahami pengetahuan tentang kompresi data. Materi/Pokok Bahasan Rancangan Pembelajaran Strategi Pembelajaran Penjelasan oleh dosen mengenai proses pembelajaran yang akan dilakukan. Latihan yang dilakukan Kriteria Penilaian (Indikator) Bobot 5
2 Mengetahui apa itu teknik kompresi dan pentingnya teknik kompresi dalam era teknologi informasi digital. Latar Belakang munculnya Kompresi Data. Menjelaskan Defenisi Teknik Kompresi berdasarkan beberapa pendapat ahli. Menjelaskan tujuan dilakukannya kompresi data Tutorial Apa yang anda ketahui tentang Kompresi Data? Berdasarkan pengalaman pribadi! Pengetahuan masing-masing pribadi tentang kompresi data. 2% 3 4 Mengetahui Metode/Teknik kompresi data. Mampu mengerjakan algoritma kompresi dengan tepat. Teknik Dasar Metode Loseless Metode Lossy Pengertian Model dan Coding Proses kompresi Algoritma Shannon Fanno Algoritma Huffman Algoritma Shannon Algoritma Huffman Tutorial Latihan soal Latihan Soal Latihan soal individual. Bagi Kelas dalam tiga kelompok. Terdapat total tiga soal latihan. Masing-masing kelompok mengerjakan satu soal berdasarkan nomor undian yang diambil perwakilan kelompok. Kerjakan di papan tulis oleh perwakilan tiap kelompok. Bahas Bersama! Ketepatan mengerjakan algoritma dan melihat perbandingannya. 3% Kemampuan bekerja dalam tim Keseriusan dalam mengerjakan soal latihan. Ketepatan mengerjakan soal. 5% 5 Mengetahui implementasi Implementasi Algoritma Huffman Praktek Implementasi Mengerjakan implementasi algoritma huffman dengan 6
algoritma huffman. ke dalam kode program Algoritma Huffman Java Programming. 6 7 Mengetahui pemodelan teknik kompresi. Mengetahui teknik kompresi text dan penerapan pada implementasi text retrieval. Teknik dictionary String Compression Text Compression Run-Length Coding Tutorial Tutorial Contoh implementasi run length coding Mengerjakan implementasi Run Lenght Coding dengan Java Programming. 8 9 10 Mengetahui teknik kompresi data audio. Mengetahui teknik kompresi data image Mengetahui teknik kompresi data video Karakteristik sinyal audio Representasi digital audio (Sampling, quantization, coding) Audio Compression Nonlinear Quantization Predictive Coding Representasi Digital image Parameter Digital Image Image Compression (Spatial Subsampling, Predictive Coding, Transform Coding, Vector Quantization) Motion Estimation and Compensation MPEG Tutorial Tutorial Tutorial 7
11-14 Menerapkan teknik / metode kompresi data ke dalam implementasi program serta mampu menjelaskan fungsi-fungsi yang digunakan. Diskusi Presentasi Bentuk Kelompok 3-5 orang Buat Proyek Implementasi Kompresi Data (Pilih text, image, audio, video) Presentasi Laporan Tingkat kesulitan metode yang digunakan Kemampuan menjelaskan fungsi-fungsi yang digunakan Kemampuan menulis laporan. 20% 8
FORMAT RANCANGAN TUGAS Nama Mata Kuliah : Teknik Kompresi SKS : 3 Program Studi : Teknik Informatika Pertemuan ke : 2 Fakultas : Teknik A.TUJUAN TUGAS : Mengetahui pengetahuan dasar mahasiswa tentang Teknik Kompresi Data. B. URAIAN TUGAS : a. Obyek Garapan : Konsep tentang kompresi data b. Batasan yang harus dikerjakan : Menjelaskan apa yang diketahui tentang kompresi data. Memaparkan definisi teknik kompresi secara teknis. Memaparkan tanggapan tentang lahirnya kompresi data. c. Metode/Cara Pengerjaan (acuan cara pengerjaan) : 1. Memaparkan 2. Menjelaskan d. Deskripsi Luaran tugas yang dihasilkan : Ditulis tangan pada kertas. C. KRITERIA PENILAIAN (2%) 1. Ketepatan penjelasan 9
GRADING SCHEME COMPETENCE KRITERIA 1: KETEPATAN PENJELASAN DIMENSI Sangat Memuaskan Memuaskan Batas Kurang Memuaskan KELENGKAPAN KONSEP KEBENARAN KONSEP Lengkap dan integratif Diungkapkan dengan tepat, aspek penting tidak dilewatkan, bahkan analisis dan sintetis nya membantu memahami konsep Lengkap Diungkap dengan tepat, namun deskriptif Masih kurang aspek yang belum terungkap Sebagian besar konsep sudah terungkap, namun masih ada yang terlewatkan Hanya menunjukkan sebagian konsep saja Kurang dapat mengungkapkan aspek penting. Di bawah standard Tidak ada konsep Tidak ada konsep yang disajikan SKOR 10
FORMAT RANCANGAN TUGAS Nama Mata Kuliah : Teknik Kompresi SKS : 3 Program Studi : Teknik Informatika Pertemuan ke : 3 Fakultas : Teknik A.TUJUAN TUGAS : Mengerjakan latihan soal algoritma shannon fanno dan algoritma huffman, serta melihat perbandingannya. B. URAIAN TUGAS: a.obyek Garapan : Latihan soal. b. Batasan yang harus dikerjakan : Mengerjakan latihan soal algoritma shannon fanno dan algoritma huffman, serta melihat perbandingannya. c. Metode/Cara Pengerjaan (acuan cara pengerjaan) : 1. Buatlah tabel yang memuat frekuensi kemunculan dari tiap karakter. 2. Urutkan berdasar frekuensi tersebut dengan karakter yang frekuensinya paling sering muncul berada di atas dari daftar (descending). 3. Bagilah 2 tabel tersebut dengan jumlah total frekuensi pada bagian atas mendekati jumlah total frekuensi pada bagian bawah (lihat tabel 1). 4. Untuk bagian paro atas berikan kode 0 dan pada paro bawah berikan kode 1. 5. Ulangi langkah 3 dan 4 pada masing-masing paro tadi hingga seluruh symbol selesai dikodekan. 6. Buat prosedur untuk membangun tree pada algoritma Huffman. 7. Buat tabel perbandingan algoritma Shannon Fano dan algoritma Huffman. d. Deskripsi Luaran tugas yang dihasilkan : Ditulis tangan pada kertas. C. KRITERIA PENILAIAN (3%) 1. Ketepatan mengerjakan soal 2. Menganalisa perbandingan 11
GRADING SCHEME KRITERIA 1: KETEPATAN MENGERJAKAN SOAL DIMENSI Sangat Memuaskan Memuaskan Batas Kurang Memuaskan Terdapat tabel Terdapat tabel Terdapat tabel Bit-bit kode dengan simbol, dengan simbol, jumlah, bit-bit shannon pada tabel jumlah, dan bit-bit jumlah dan bit-bit kode shannon kurang lengkap. kode shannon kode shannon sesuai dengan secara lengkap sesuai dengan prosedur dengan urutan prosedur pembagi sesuai dengan prosedur. KETEPATAN ALGORITMA SHANNON FANO KETEPATAN ALGORITMA HUFFMAN Terdapat tree dengan simbol, jumlah, dan bit-bit kode huffman secara lengkap sampai root sesuai dengan prosedur. Terdapat tree dengan simbol, jumlah dan bit-bit kode huffman sesuai dengan prosedur Terdapat tree dengan jumlah, bitbit kode huffman sesuai dengan prosedur Bit-bit kode huffman pada tree kurang lengkap dan tidak sesuai prosedur. Di bawah standard Tidak ada bit-bit kode shannon Tidak ada bit-bit kode huffman SKOR KRITERIA 2: MENGANALISA PERBANDINGAN ALGORITMA DIMENSI Sangat Memuaskan Memuaskan Batas Kurang Memuaskan Menganalisa Terdapat tabel perbandingan yang berisi simbol, frekuensi kemunculan, kode huffman, kode shannon fano, ukuran shannon fanno, ukuran huffman, jumlah bit shannon fano, jumlah bit huffman. Terdapat tabel perbandingan yang berisi simbol, frekuensi kemunculan, kode huffman, kode shannon fano, ukuran shannon fanno, ukuran huffman. Terdapat tabel perbandingan yang berisi simbol, frekuensi kemunculan, kode huffman, kode shannon fano. Terdapat tabel perbandingan yang berisi simbol, frekuensi kemunculan. Di bawah standard Tidak terdapat tabel perbandingan. SKOR 12
FORMAT RANCANGAN TUGAS Nama Mata Kuliah : Teknik Kompresi SKS : 3 Program Studi : Teknik Informatika Pertemuan ke : 4 Fakultas : Teknik A.TUJUAN TUGAS : Mengerjakan latihan soal algoritma shannon fanno dan algoritma huffman, serta kemampuan dalam membandingkan kedua algoritma tersebut. B. URAIAN TUGAS: a.obyek Garapan : Latihan soal algoritma dalam kelompok. b. Batasan yang harus dikerjakan : Mengerjakan latihan soal algoritma shannon fanno dan algoritma huffman, serta melihat perbandingannya. e. Metode/Cara Pengerjaan (acuan cara pengerjaan) : 1. Buatlah tabel yang memuat frekuensi kemunculan dari tiap karakter. 2. Urutkan berdasar frekuensi tersebut dengan karakter yang frekuensinya paling sering muncul berada di atas dari daftar (descending). 3. Bagilah 2 tabel tersebut dengan jumlah total frekuensi pada bagian atas mendekati jumlah total frekuensi pada bagian bawah (lihat tabel 1). 4. Untuk bagian paro atas berikan kode 0 dan pada paro bawah berikan kode 1. 5. Ulangi langkah 3 dan 4 pada masing-masing paro tadi hingga seluruh symbol selesai dikodekan. 6. Buat prosedur untuk membangun tree pada algoritma Huffman. 7. Buat tabel perbandingan algoritma Shannon Fano dan algoritma Huffman. f. Deskripsi Luaran tugas yang dihasilkan : Ditulis tangan pada kertas. C. KRITERIA PENILAIAN (5%) 1. Kemampuan bekerja sama dalam kelompok 2. Ketepatan mengerjakan soal 3. Menganalisa perbandingan 13
GRADING SCHEME KRITERIA 1 : KEMAMPUAN BEKERJA SAMA DALAM KELOMPOK DIMENSI Sangat Memuaskan Memuaskan Batas Kurang Memuaskan KEMAMPUAN BERINTERAKSI DI KELAS Ikut berperan aktif dalam menyumbangkan ide di kelompoknya. Menjadi perwakilan kelompok dalam mempertanggung jawabkan hasil. Ikut berperan aktif dalam menyumbangkan ide di kelompoknya. Ikut berpartisipasi dalam kelompok walaupun kurang memberikan ide. Tidak mengerjakan dalam kelompok. Di bawah standard Tidak mengerjakan sama sekali. SKOR KRITERIA 2 : KETEPATAN MENGERJAKAN SOAL DIMENSI Sangat Memuaskan Memuaskan Batas Kurang Memuaskan Terdapat tabel Terdapat tabel Terdapat tabel Bit-bit kode dengan simbol, dengan simbol, jumlah, bit-bit shannon pada tabel jumlah, dan bit-bit jumlah dan bit-bit kode shannon kurang lengkap. kode shannon kode shannon sesuai dengan secara lengkap sesuai dengan prosedur dengan urutan prosedur pembagi sesuai dengan prosedur. KETEPATAN ALGORITMA SHANNON FANO KETEPATAN ALGORITMA HUFFMAN Terdapat tree dengan simbol, jumlah, dan bit-bit kode huffman secara lengkap sampai root sesuai dengan prosedur. Terdapat tree dengan simbol, jumlah dan bit-bit kode huffman sesuai dengan prosedur Terdapat tree dengan jumlah, bitbit kode huffman sesuai dengan prosedur Bit-bit kode huffman pada tree kurang lengkap dan tidak sesuai prosedur. Di bawah standard Tidak ada bit-bit kode shannon Tidak ada bit-bit kode huffman SKOR 14
KRITERIA 3: MENGANALISA PERBANDINGAN ALGORITMA DIMENSI Sangat Memuaskan Memuaskan Batas Kurang Memuaskan Menganalisa Terdapat tabel perbandingan yang berisi simbol, frekuensi kemunculan, kode huffman, kode shannon fano, ukuran shannon fanno, ukuran huffman, jumlah bit shannon fano, jumlah bit huffman. Terdapat tabel perbandingan yang berisi simbol, frekuensi kemunculan, kode huffman, kode shannon fano, ukuran shannon fanno, ukuran huffman. Terdapat tabel perbandingan yang berisi simbol, frekuensi kemunculan, kode huffman, kode shannon fano. Terdapat tabel perbandingan yang berisi simbol, frekuensi kemunculan. Di bawah standard Tidak terdapat tabel perbandingan. SKOR 15
FORMAT RANCANGAN TUGAS Nama Mata Kuliah : Teknik Kompresi SKS : 3 Program Studi : Teknik Informatika Pertemuan ke : 11-14 Fakultas : Teknik A.TUJUAN TUGAS: Proyek implementasi teknik kompresi data. B. URAIAN TUGAS: a. Obyek Garapan: Kompresi data (teks, audio, image, video) b. Batasan yang harus dikerjakan: Melakukan implementasi teknik kompresi data. Membuat laporan hasil implementasi. Presentasi hasil. c. Metode/Cara Pengerjaan (acuan cara pengerjaan): Memilih data yang akan dikompresi (teks, audio, image, video) Memilih metode yang akan digunakan dalam teknik kompresi Melakukan implementasi metode ke dalam kode program Membuat laporan atas hasil implementasi yang dikerjakan Melaporkan hasil di depan kelas d. Deskripsi Luaran tugas yang dihasilkan: Program kompresi data(text, image, audio, video). Laporan hasil implementasi. Dijilid dan diketik dengan komputer. C. KRITERIA PENILAIAN (20%) 1. Pemilihan metode 2. Hasil Implementasi 16
GRADING SCHEME KRITERIA : 1. PEMILIHAN METODE DIMENSI Sangat Memuaskan Memuaskan Batas Kurang Memuaskan Metode yang Menggunakan Menggunakan Menggunkan Menggunakan digunakan motion estimation Metode nonlinear Metode Run Lenght algoritma dasar dan kompensation quantization Coding atau MPEG Di bawah standard Tidak menggunakan algoritma kompresi yang diajarkan. SKOR KRITERIA : 2. HASIL IMPLEMENTASI DIMENSI Sangat Memuaskan Memuaskan Batas Kurang Memuaskan Aplikasi yang Data video Data audio Data image dan dihasilkan teks Di bawah standard SKOR 17
STUDENT WORKSHEET 1 : Kemampuan pengenalan kompresi data pada umumnya. Petunjuk Pelaksanaan : 1. Apa yang anda ketahui tentang Kompresi Data? 2. Jelaskan berdasarkan pengalaman pribadi masing-masing! 3. Kerjakan secara individu. 4. Hasil ditulis tangan pada selembar kertas. 5. Dikumpulkan langsung. STUDENT WORKSHEET 2 : Petujuk Pelaksanaan: Mengerjakan latihan soal algoritma shannon fanno dan algoritma huffman, serta melihat perbandingannya. 1. Terdapat satu soal, dikerjakan secara individu dan langsung dikumpulkan. 2. Untuk soal pertama, kodekan simbol pada tabel yang disediakan dengan membuat tree untuk algoritma Huffman, berdasarkan prosedur pada algitma Huffman. Setelah itu buat codebook / tabel kode untuk mengkodekan tiap simbol berdasarkan algoritma Shannon Fano. 3. Buat tabel perbandingan antara algoritma Shannon Fano da algoritma Huffman untuk setiap soal. STUDENT WORKSHEET 3 : Petujuk Pelaksanaan: Mengerjakan latihan soal algoritma shannon fanno dan algoritma huffman, serta melihat perbandingannya dalam kelompok. 1. Bagi Kelas dalam tiga Kelompok. 2. Terdapat total tiga soal Latihan. 3. Masing-masing kelompok mengerjakan satu soal berdasarkan nomor Undian yang diambil perwakilan kelompok. 4. Kerjakan di Papan tulis oleh perwakilan tiap kelompok. 5. Bahas Bersama! STUDENT WORKSHEET 4: Implementasi algoritma dan Presentasi laporan Petunjuk Pelaksanaan : 1. Bagi kelas dalam kelompok. Masing-masing kelompok terdiri dari 3-5 orang mahasiswa. 2. Tentukan metode yang akan digunakan dalam implementasi kompresi data. 3. Tentukan tipe data yang akan dikompresi. 4. Buat implementasi ke dalam kode program. 5. Buat laporan dari hasil implementasi dan metode yang digunakan. 6. Presentasikan laporan dan hasil implementasi di depan kelas. 18