Kompleksitas Algoritma

dokumen-dokumen yang mirip
Sebuah algoritma tidak saja harus benar, tetapi juga harus mangkus (efisien). Algoritma yang bagus adalah algoritma yang mangkus.

Kompleksitas Algoritma (1)

Kompleksitas Algoritma

Kompleksitas Algoritma

Pendahuluan. Sebuah algoritma tidak saja harus benar, tetapi juga harus efisien. Algoritma yang bagus adalah algoritma yang efektif dan efisien.

Kompleksitas Algoritma

Matematika Diskrit Kompleksitas Algoritma. Instruktur : Ferry Wahyu Wibowo, S.Si., M.Cs.

AnalisisFramework. Mengukur ukuran atau jumlah input Mengukur waktu eksekusi Tingkat pertumbuhan Efiesiensi worst-case, best-case dan average-case

Kompleksitas Algoritma

Algoritma dan Kompleksitas Algoritma

ANALISIS ALGORITMA. Disusun Oleh: Analisis Masalah dan Running Time. Adam Mukharil Bachtiar Teknik Informatika UNIKOM

PERBANDINGAN KOMPLEKSITAS ALGORITMA PENCARIAN BINER DAN ALGORITMA PENCARIAN BERUNTUN

Pendahuluan. Ukuran input (input s size)

Algoritma Brute Force (Bagian 1) Oleh: Rinaldi Munir

Algoritma Brute Force

AlgoritmaBrute Force. Desain dan Analisis Algoritma (CS3024)

ALGORITMA PENGURUTAN & PENCARIAN

Yaitu proses pengaturan sekumpulan objek menurut urutan atau susunan tertentu Acuan pengurutan dibedakan menjadi :

STRATEGI DIVIDE AND CONQUER

Pengurutan (Sorting) Algoritma Pemrograman

PROGRAM STUDI S1 SISTEM KOMPUTER UNIVERSITAS DIPONEGORO. Oky Dwi Nurhayati, ST, MT

PENCARIAN BERUNTUN (SEQUENTIAL SEARCHING)

MODUL IV PENCARIAN DAN PENGURUTAN

Kemangkusan Algoritma Pada Beberapa Variasi Quick Sort

Kompleksitas Algoritma Pengurutan Selection Sort dan Insertion Sort

Analisis Algoritm. Fundamentals of the Anlysis of Algorithm Efficiency

BAB VII ALGORITMA DIVIDE AND CONQUER

Aturan Untuk Menentukan Kompleksitas Waktu Asimptotik. Penjelasannya adalah sebagai berikut: T(n) = (n + 2) log(n 2 + 1) + 5n 2

BAB VI SEARCHING (PENCARIAN)

Divide and Conqueradalah strategi militer yang dikenal dengan nama divide ut imperes.

Algoritma Divide and Conquer (Bagian 2)

Algoritma Divide and Conquer. (Bagian 2)

Kompleksitas Algoritma dalam menentukan Solvabilitas Sliding N-Puzzle

Algoritma Brute Force Oleh: Rinaldi Munir

Kuliah ke : 4 Algoritma & Stuktur Data. Pengurutan (Sorting)

Pengurutan (Sorting) Keuntungan Data Terurut. Pengurutan Terbagi Dua Kelompok:

SEQUENTIAL SEARCH 11/11/2010. Sequential Search (Tanpa Variabel Logika) untuk kondisi data tidak terurut

Algoritma Brute Force

Algoritma dan Struktur Data. Performansi Algoritma

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SORTING. Brigida Arie Minartiningtyas, M.Kom

Algoritma Brute Force (lanjutan)

Analisis Kecepatan Sorting Dengan Notasi Big O

Algoritma Divide and Conquer (Bagian 1)

DIKTAT STRUKTUR DATA Oleh: Tim Struktur Data IF

Decrease and Conquer

Aplikasi OBE Untuk Mengurangi Kompleksitas Algoritma Program Penghitung Determinan Matriks Persegi

Pencarian pada Array. Tim PHKI Modul Dasar Pemrograman Fakultas Ilmu Komputer UDINUS Semarang

Kompleksitas Komputasi

KOMPLEKSITAS ALGORITMA PENGURUTAN (SORTING ALGORITHM)

*** SELAMAT MENGERJAKAN

Kompleksitas Algoritma Quick Sort

1. Kompetensi Mengenal dan memahami algoritma percabangan yang komplek.

ANALISIS PERBANDINGAN ALGORITMA SELECTION SORT DENGAN MERGE SORT

BAB 2 LANDASAN TEORI

Komparasi Algoritma Mergesort dengan Quicksort pada Pengurutan Data Integer

Algoritma Brute Force(lanjutan) Lecture 6 CS3024

Algoritma Brute Force (Bagian 2) Oleh: Rinaldi Munir Bahan Kuliah IF2251 Strategi Algoritmik

Kompleksitas Algoritma Sorting yang Populer Dipakai

BAB V SORTING (PENGURUTAN) INTERNAL

Algoritma dan Struktur Data

BAB III ANALISIS KOMPLEKSITAS ALGORITMA

Logika dan Algoritma Yuni Dwi Astuti, ST 2

Algoritma Brute Force

Kompleksitas Algoritma untuk Penyelesaian Persoalan Penukaran Koin dengan Algoritma Greedy

Bubble Sort (Pengurutan Gelembung / Pemberatan)

Analisa dan Perancangan Algoritma. Ahmad Sabri, Dr Sesi 1: 9 Mei 2016

Algoritma dan Pemrograman Searching/Pencarian

STRUKTUR DASAR ALGORITMA

Searching [pencarian] Algoritma Pemrograman

Algoritma dan Pemrograman 2 PENGURUTAN

BAB 2 LANDASAN TEORI

1. Kompetensi Mengenal dan memahami notasi-notasi algoritma yang ada.

Algoritma Shell Sort Ascending Dan Binary Sequential Search Menggunakan C

PENGURUTAN (SORTING) 1. Introduction 2. Bubble Sort 3. Selection Sort 4. Insertion Sort

c. Hasil pencarian berupa nilai Boolean yang menyatakan status hasil pencarian. Versi 1 (Pembandingan elemen dilakukan sebagai kondisi pengulangan)

MAKALAH ALGORITMA DIVIDE AND CONQUER

PENGGUNAAN ALGORITMA DIVIDE AND CONQUER UNTUK OPTIMASI KONVERSI BILANGAN DESIMAL KE BINER

1 Pencarian. 1.1 Tinjauan Singkat Larik

SORTING. Hartanto Tantriawan, S.Kom., M.Kom

ANALISIS KOMPLEKSITAS ALGORITMA UNTUK BERBAGAI MACAM METODE PENCARIAN NILAI (SEARCHING) DAN PENGURUTAN NILAI (SORTING) PADA TABEL

Pengantar Analisa Algoritma

Algoritma Brute Force

ALGORITMA DIVIDE AND CONQUER

TELAAH WAKTU EKSEKUSI PROGRAM TERHADAP KOMPLEKSITAS WAKTU ALGORITMA BRUTE FORCE DAN DIVIDE AND CONQUER DALAM PENYELESAIAN OPERASI LIST

PROGRAM STUDI S1 SISTEM KOMPUTER UNIVERSITAS DIPONEGORO. Dasar Algoritma. Oky Dwi Nurhayati, ST, MT

Design and Analysis of Algorithms CNH2G3- Week 4 Kompleksitas waktu algoritma rekursif part 1

Algoritma dan Pemrograman 2 PENCARIAN

Design and Analysis Algorithm

SATUAN ACARA PERKULIAHAN (SAP) Mata Kuliah : Struktur Data Kode : TIS3213 Semester : III Waktu : 2 x 3 x 50 Menit Pertemuan : 14 & 15

Array. Teknik Informatika Politeknik Negeri Batam

Array (Tabel) Tim Pengajar KU1071 Sem /11/3 TW/KU1071 1

JARINGAN UNTUK MERGING

STRUKTUR DASAR ALGORITMA

BAB 3 ANALISA SISTEM

Penerapan Rekursif dan Analisa Kompleksitas Algoritma Pada Brute Force Login

STRUKTUR DATA. Nama : Sulfikar Npm : STMIK Handayani Makassar

BAB 2 LANDASAN TEORI

1. Inggriani Liem Catatan Kuliah Algoritma & Pemrograman, Jurusan Teknik Informatika ITB

Aplikasi Divide and Conquer pada Perkalian Large Integer untuk Menghitung Jumlah Rute TSP Brute Force

Transkripsi:

Kompleksitas Algoritma Sebuah algoritma tidak saja harus benar, tetapi juga harus mangkus (efisien). Algoritma yang bagus adalah algoritma yang mangkus. Kemangkusan algoritma diukur dari berapa jumlah waktu dan ruang (space) memori yang dibutuhkan untuk menjalankannya. Algoritma yang mangkus ialah algoritma yang meminimumkan kebutuhan waktu dan ruang. Kebutuhan waktu dan ruang suatu algoritma bergantung pada ukuran masukan (n), yang menyatakan jumlah data yang diproses. Kemangkusan algoritma dapat digunakan untuk menilai algoritma yang terbaik. Mengapa Kita Memerlukan Algoritma yang Mangkus? 10-4 x 2 n Waktu komputasi (dalam detik) 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10-1 1 hari 1 jam 1 detik 1 menit 10-6 x 2 n 10-4 x n 3 10-6 x n 3 5 10 15 20 25 30 35 40 Ukuran masukan 1

Model Perhitungan Kebutuhan Waktu/Ruang Kita dapat mengukur waktu yang diperlukan oleh sebuah algoritma dengan menghitung banyaknya operasi/instruksi yang dieksekusi. Jika kita mengetahui besaran waktu (dalam satuan detik) untuk melaksanakan sebuah operasi tertentu, maka kita dapat menghitung berapa waktu sesungguhnya untuk melaksanakan algoritma tersebut. Contoh 1. Menghitung rerata a 1 a 2 a 3 a n Larik bilangan bulat procedure HitungRerata(input a 1, a 2,..., a n : integer, output r : real) { Menghitung nilai rata-rata dari sekumpulan elemen larik integer a 1, a 2,..., a n. Nilai rata-rata akan disimpan di dalam peubah r. Masukan: a 1, a 2,..., a n Keluaran: r (nilai rata-rata) } Deklarasi k : integer jumlah : real Algoritma jumlah 0 k 1 while k n do jumlah jumlah + a k k k+1 endwhile { k > n } r jumlah/n { nilai rata-rata } 2

(i) Operasi pengisian nilai (jumlah 0, k 1, jumlah jumlah+a k, k k+1, dan r jumlah/n) Jumlah seluruh operasi pengisian nilai adalah t 1 = 1 + 1 + n + n + 1 = 3 + 2n (ii) Operasi penjumlahan (jumlah+a k, dan k+1) Jumlah seluruh operasi penjumlahan adalah t 2 = n + n = 2n (iii) Operasi pembagian (jumlah/n) Jumlah seluruh operasi pembagian adalah t 3 = 1 Total kebutuhan waktu algoritma HitungRerata: t = t 1 + t 2 + t 3 = (3 + 2n)a + 2nb + c detik Model perhitungan kebutuhan waktu seperti di atas kurang dapat diterima: 1. Dalam praktek kita tidak mempunyai informasi berapa waktu sesungguhnya untuk melaksanakan suatu operasi tertentu 2. Komputer dengan arsitektur yang berbeda akan berbeda pula lama waktu untuk setiap jenis operasinya. Selain bergantung pada komputer, kebutuhan waktu sebuah program juga ditentukan oleh compiler bahasa yang digunakan. 3

Model abstrak pengukuran waktu/ruang harus independen dari pertimbangan mesin dan compiler apapun. Besaran yang dipakai untuk menerangkan model abstrak pengukuran waktu/ruang ini adalah kompleksitas algoritma. Ada dua macam kompleksitas algoritma, yaitu kompleksitas waktu dan kompleksitas ruang. Kompleksitas waktu, T(n), diukur dari jumlah tahapan komputasi yang dibutuhkan untuk menjalankan algoritma sebagai fungsi dari ukuran masukan n. Kompleksitas ruang, S(n), diukur dari memori yang digunakan oleh struktur data yang terdapat di dalam algoritma sebagai fungsi dari ukuran masukan n. Dengan menggunakan besaran kompleksitas waktu/ruang algoritma, kita dapat menentukan laju peningkatan waktu (ruang) yang diperlukan algoritma dengan meningkatnya ukuran masukan n. Kompleksitas Waktu Dalam praktek, kompleksitas waktu dihitung berdasarkan jumlah operasi abstrak yang mendasari suatu algoritma, dan memisahkan analisisnya dari implementasi. Contoh 2. Tinjau algoritma menghitung rerata pada Contoh 1. Operasi yang mendasar pada algoritma tersebut adalah operasi penjumlahan elemen-elemen a k (yaitu jumlah jumlah+a k ), Kompleksitas waktu HitungRerata adalah T(n) = n. 4

Contoh 3. Algoritma untuk mencari elemen terbesar di dalam sebuah larik (array) yang berukuran n elemen. procedure CariElemenTerbesar(input a 1, a 2,..., a n : integer, output maks : integer) { Mencari elemen terbesar dari sekumpulan elemen larik integer a 1, a 2,..., a n. Elemen terbesar akan disimpan di dalam maks. Masukan: a 1, a 2,..., a n Keluaran: maks (nilai terbesar) } Deklarasi k : integer Algoritma maks a 1 k 2 while k n do if a k > maks then maks a k i i+1 endwhile { k > n } Kompleksitas waktu algoritma dihitung berdasarkan jumlah operasi perbandingan elemen larik (A[i] > maks). Kompleksitas waktu CariElemenTerbesar : T(n) = n 1. Kompleksitas waktu dibedakan atas tiga macam : 1. T max (n) : kompleksitas waktu untuk kasus terburuk (worst case), kebutuhan waktu maksimum. 2. T min (n) : kompleksitas waktu untuk kasus terbaik (best case), kebutuhan waktu minimum. 3. T avg (n): kompleksitas waktu untuk kasus rata-rata (average case) kebutuhan waktu secara rata-rata 5

Contoh 4. Algoritma sequential search. procedure PencarianBeruntun(input a 1, a 2,..., a n : integer, x : integer, output idx : integer) Deklarasi k : integer ketemu : boolean { bernilai true jika x ditemukan atau false jika x tidak ditemukan } Algoritma: k 1 ketemu false while (k n) and (not ketemu) do if a k = x then ketemu true else k k + 1 endwhile { k > n or ketemu } if ketemu then { x ditemukan } idx k else idx 0 { x tidak ditemukan } Jumlah operasi perbandingan elemen tabel: 1. Kasus terbaik: ini terjadi bila a 1 = x. T min (n) = 1 2. Kasus terburuk: bila a n = x atau x tidak ditemukan. T max (n) = n 3. Kasus rata-rata: Jika x ditemukan pada posisi ke-j, maka operasi perbandingan (a k = x)akan dieksekusi sebanyak j kali. 1 n(1 + n) ( 1+ 2 + 3 +... + n) ( 1) T avg (n) = 2 n + = = n n 2 6

Cara lain: asumsikan bahwa P(a j = x) = 1/n. Jika a j = x maka T j yang dibutuhkan adalah T j = j. Jumlah perbandingan elemen larik rata-rata: n n 1 1 n T avg (n) = T P( A[ j] = X ) = T = j j T j j = 1 j= 1 n n j = 1 1 n 1 n( n + 1) n + 1 = j = ( ) = n j= 1 n 2 2 Contoh 5. Algoritma pencarian biner (bynary search). procedure PencarianBiner(input a 1, a 2,..., a n : integer, x : integer, output idx : integer) Deklarasi i, j, mid : integer ketemu : boolean Algoritma i 1 j n ketemu false while (not ketemu) and ( i j) do mid (i+j) div 2 if a mid = x then ketemu true else if a mid < x then { cari di belahan kanan } i mid + 1 else { cari di belahan kiri } j mid - 1; endwhile {ketemu or i > j } if ketemu then idx mid else idx 0 7

1. Kasus terbaik T min (n) = 1 2. Kasus terburuk: T max (n) = 2 log n Contoh 6. Algoritma algoritma pengurutan pilih (selection sort). procedure Urut(input/output a 1, a 2,..., a n : integer) Deklarasi i, j, imaks, temp : integer Algoritma for i n downto 2 do { pass sebanyak n 1 kali } imaks 1 for j 2 to i do if a j > a imaks then imaks j endfor { pertukarkan a imaks dengan a i } temp a i a i a imaks a imaks temp endfor (i) Jumlah operasi perbandingan elemen Untuk setiap pass ke-i, i = 1 jumlah perbandingan = n 1 i = 2 jumlah perbandingan = n 2 i = 3 jumlah perbandingan = n 3 M i = k jumlah perbandingan = n k M i = n 1 jumlah perbandingan = 1 8

Jumlah seluruh operasi perbandingan elemen-elemen larik adalah T(n) = (n 1) + (n 2) + + 1 = i= n 1 1 n( n 1) n k = 2 Ini adalah kompleksitas waktu untuk kasus terbaik dan terburuk, karena algoritma Urut tidak bergantung pada batasan apakah data masukannya sudah terurut atau acak. (ii) Jumlah operasi pertukaran Untuk setiap i dari 1 sampai n 1, terjadi satu kali pertukaran elemen, sehingga jumlah operasi pertukaran seluruhnya adalah T(n) = n 1. Jadi, algoritma pengurutan maksimum membutuhkan n(n 1 )/2 buah operasi perbandingan elemen dan n 1 buah operasi pertukaran. Kompleksitas Waktu Asimptotik Tinjau T(n) = 2n 2 + 6n + 1 Perbandingan pertumbuhan T(n) dengan n 2 n T(n) = 2n 2 + 6n + 1 n 2 10 100 1000 10.000 261 2061 2.006.001 2.000.060.001 100 1000 1.000.000 1.000.000.000 Untuk n yang besar, pertumbuhan T(n) sebanding dengan n 2. Pada kasus ini, T(n) tumbuh seperti n 2 tumbuh. 9

T(n) tumbuh seperti n 2 tumbuh saat n bertambah. Kita katakan bahwa T(n) berorde n 2 dan kita tuliskan T(n) = O(n 2 ) Notasi O disebut notasi O-Besar (Big-O) yang merupakan notasi kompleksitas waktu asimptotik. DEFINISI. T(n) = O(f(n)) (dibaca T(n) adalah O(f(n) yang artinya T(n) berorde paling besar f(n) ) bila terdapat konstanta C dan n 0 sedemikian sehingga untuk n n 0. T(n) C(f (n)) f(n) adalah batas atas (upper bound) dari T(n) untuk n yang besar. Contoh 7. Tunjukkan bahwa T(n) = 3n + 2 = O(n). Penyelesaian: 3n + 2 = O(n) karena 3n + 2 3n + 2n = 5n untuk semua n 1 (C = 5 dan n 0 = 1). Contoh 8. Tunjukkan bahwa T(n) = 2n 2 + 6n + 1 = O(n 2 ). Penyelesaian: 2n 2 + 6n + 1 = O(n 2 ) karena 2n 2 + 6n + 1 2n 2 + 6n 2 + n 2 = 9n 2 untuk semua n 1. 10

atau karena 2n 2 + 6n + 1 n 2 + n 2 + n 2 = 3n 2 untuk semua n 6 (C =3 dan n 0 = 6). TEOREMA. Bila T(n) = a m n m + a m-1 n m-1 +... + a 1 n+ a 0 adalah polinom derajat m maka T(n) = O(n m ). TEOREMA. Misalkan T 1 (n) = O(f(n)) dan T 2 (n) = O(g(n)), maka (a) T 1 (n) + T 2 (n) = O(f(n)) + O(g(n)) = O(max(f(n), g(n)) (b) T 1 (n)t 2 (n) = O(f(n))O(g(n)) = O(f(n)g(n)) (c) O(cf(n)) = O(f(n)), c adalah konstanta (d) f(n) = O(f(n)) Contoh 9. Misalkan T 1 (n) = O(n) dan T 2 (n) = O(n 2 ), maka (a) T 1 (n) + T 2 (n) = O(max(n, n 2 )) = O(n 2 ) (b) T 1 (n)t 2 (n) = O(n.n 2 ) = O(n 3 ) Contoh 10. O(5n 2 ) = O(n 2 ) n 2 = O(n 2 ) 11