Judul : Perancangan Mobile Learning Berbasis Android (Studi Kasus: Mata Kuliah Matematika Diskrit di Jurusan Ilmu Komputer Universitas Udayana) Nama : I Putu Gede Setyahadi Paramarta NIM : 1208605025 Pembimbing 1 : I Gede Santi Astawa, S.T., M.Cs. Pembimbing 2 : I Dewa Made Bayu Atmaja Darmawan, S.Kom.,M.Cs. ABSTRAK Dalam penelitian ini telah dirancang sebuah sistem mobile learning berbasis android dengan studi kasus mata kuliah matematika diskrit di jurusan ilmu komputer universitas udayana. Fitur yang terdapat dalam sistem ini yaitu mengelola mata kuliah, menambahkan materi, menambahkan tugas, mengikuti kuis, mengikuti forum diskusi, dan mengikuti mata kuliah. Pada fitur forum diskusi terdapat proses untuk memfilter kata kata yang dirasa kurang pantas dengan memanfaatkan algoritma pencarian string Knuth-Morris-Pratt. Sistem mobile learning berbasis android ini dikembangkan menggunakan metode pengembangan waterfall. Tahapan proses yang dilakukan dalam proses waterfall yaitu menganalisis dan mendefinisikan kebutuhan yang diperlukan oleh sistem, dari hasil definisi kebutuhan tersebut, sistem akan didesain dengan menggunakan Data Flow Diagram (DFD), dan dalam pembuatan database akan di desain dengan menggunakan Entity Relationship Diagram (ERD). Pengujian sistem menggunakan metode blackbox, whitebox, dan stress testing, yang masing masing adalah untuk pengujian kebutuhan fungsional dari sistem, alur proses dari sistem, dan kecepatan akses dari sistem. Hasil pengujian dari sistem mobile learning berbasis adroid yang dilakukan dengan metode black box sistem sudah mampu memenuhi seluruh kebutuhan fungsional yang telah di rancang, dan dari hasil pengujian dengan menggunakan metode stress testing didapat hasil dengan rata rata error 0% jika sistem diakses kurang dari 100 pengguna, dan waktu klik sistem kurang dari 1 detik jika sistem diakses kurang dari 400 pengguna. Sistem mobile learning ini memberikan kemudahan dan manfaat dalam proses pembelajaran di dalam perkuliahan meliputi akses materi, tugas, kuis, dan forum diskusi secara mobile yang bisa diakses kapan saja dan dimana saja. Kata Kunci: Android, Algoritma Knuth-Morris-Pratt, Waterfall, Blackbox-testing, Whitebox-testing, Strees- testing iii
Title : Designed an Android-Based Mobile Learning System In A Case Study Discrete Mathematics Subject At Department Of Computer Science, Udayana University Name : I Putu Gede Setyahadi Paramarta Registration : 1208605025 First Supervisor : I Gede Santi Astawa, S.T., M.Cs. Second Supervisor : I Dewa Made Bayu Atmaja Darmawan, S.Kom.,M.Cs. ABSTRACT In this study has been designed an Android-based mobile learning system in a case study discrete mathematics subject at Department of Computer Science, Udayana University. Some features for course managing there are add material, add a task, take a quiz, follow the discussion forum, and follow the course are contained in the system. In the discussion forum features there are processes to filter out inappropriate words using Knuth-Morris-Pratt algorithms. The Android-based mobile learning system was developed using Waterfall Development Method. The methods are used to analyze and define some requirements in the system, based on the definition of them, furthermore the system will be designed by using Data Flow Diagrams (DFD). The designing of the database will be using the Entity Relationship Diagram (ERD). Testing the system using the method of Blackbox, Whitebox, and Stress-Testing each are to test the functional requirements of the system, the process flow of the system, and the access speed of the system. The test results of the Android-based mobile learning system were performed using Blackbox system they are all the functional requirements that have been designed are fulfilled and the Stress-testing results with an average error is 0% if the system is accessed less than 100 users, and system click time less than 1 second if the system is accessed less than 400 users. Mobile learning systems provide convenience and benefits in the learning process each are access the materials, assignments, quizzes, and discussion forums in mobile. Easily, it can be accessed anytime and anywhere. Keywords: Android, Knuth-Morris-Pratt algorithms, Waterfall, Blackbox-testing, Whitebox-testing, Strees-testing iv
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan karunia-nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas akhir dengan judul Perancangan Mobile Learning Berbasis Android (Studi Kasus: Mata Kuliah Matematika Diskrit di Jurusan Ilmu Komputer Universitas Udayana) tepat pada waktunya. Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan sejak awal hingga terselesaikannya tugas akhir ini, untuk itu dengan segala hormat dan kerendahan hati, penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Agus Muliantara, S.Kom., M.Kom. selaku Ketua Jurusan Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana. 2. Bapak I Gede Santi Astawa, S.T, M.Cs. sebagai Pembimbing I yang telah dengan sabar memeriksa dan mengarahkan dalam Tugas Akhir ini. 3. Bapak I Dewa Made Bayu Atmaja Darmawan, S.Kom., M.Cs. sebagai Pembimbing II yang telah dengan teliti memeriksa dan mengarahkan dalam Tugas Akhir ini. 4. Bapak-bapak dan Ibu-ibu dosen di Jurusan Ilmu Komputer yang telah meluangakan waktu untuk memberikan saran dan masukan untuk menyempurnakan tugas akhir ini. 5. Seluruh teman teman di Jurusan Ilmu Komputer yang telah memberikan doa dan semangat dalam proses pembuatan tugas akhir ini. Penulis berharap bahwa tugas akhir ini dapat diterima walaupun masih ada kelemahan dan kekurangannya. Karena hal tersebut, masukan dan saran-saran untuk penyempurnaan tugas akhir ini sangat diharapkan. Badung, November 2016 Penulis v
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xi BAB I... 1 PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang... 1 1.2. Rumusan Masalah... 3 1.3. Tujuan... 3 1.4. Batasan Masalah... 3 1.5 Manfaat Penelitian... 3 1.6 Metodologi Penelitian... 4 1.6.1 Pengumpulan Data... 4 1.6.2 Metode Pengembangan Perangkat Lunak... 4 BAB II... 5 TINJAUAN PUSTAKA... 5 2.1. Tinjauan Teoritis... 5 2.1.1 Electronic Learning... 5 2.1.2 Mobile Learning... 6 2.1.3 Android... 7 2.1.4 Algoritma KMP (Knuth-Morris-Pratt)... 8 2.1.5 Metode Pengembangan Waterfal... 11 2.1.6 Black Box Testing... 13 2.1.7 White Box Testing... 13 2.1.8 Stress Testing... 13 2.2. Tinjauan Empiris... 14 BAB III... 17 vii
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM... 17 3.1 Definisi Kebutuhan... 17 3.1.1 Kebutuhan Fungsional... 17 3.1.2 Kebutuhan Non-fungsional... 19 3.2 Analisis Algoritma Knuth-Morris-Pratt... 20 3.3 Desain Sistem... 21 3.3.1 Data Flow Diagram ( DFD )... 21 3.3.2 ERD (Entity Relationship Diagram)... 41 3.2.3 CDM (Conceptual Data Model)... 46 3.2.4 PDM (Physical Data Model)... 47 3.2.5 Perancangan Antarmuka... 48 BAB IV... 59 HASIL DAN PEMBAHASAN... 59 4.1 Lingkungan Implementasi... 59 4.2 Implementasi Basis Data... 59 4.2 Implementasi Antarmuka... 65 4.3 Implementasi Program... 75 4.4 Pengujian Sistem... 90 4.4.1 Pengujian White Box... 90 4.4.2 Pengujian Black Box... 94 4.4.3 Stress Testing... 95 BAB V... 99 KESIMPULAN DAN SARAN... 99 5.1 Kesimpulan... 99 5.2 Saran... 99 DAFTAR PUSTAKA... 100 viii
gg DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Metode Waterfall... 12 ff Gambar 3.1 Context Diagram... 22 Gambar 3.2 DFD Level 0 Sistem... 23 Gambar 3.3 DFD Level 1 Proses Mengelola Dosen... 27 Gambar 3.4 DFD Level 1 Proses Mengelola Mata kuliah... 29 Gambar 3.5 DFD Level 1 Proses Mengikuti Mata kuliah... 31 Gambar 3.6 DFD Level 1 Proses Mengelola Materi... 34 Gambar 3.7 DFD Level 1 Proses Mengelola Tugas... 35 Gambar 3.8 DFD Level 1 Proses Mengelola Kuis... 37 Gambar 3.9 DFD Level 1 Proses Mengikuti Forum... 39 Gambar 3.10 Entity Relationship Diagram ( ERD )... 43 Gambar 3.11 CDM (Conceptual Data Model) dari sistem... 46 Gambar 3.12 PDM (Physical Data Model) dari sistem... 47 Gambar 3.13 Rancangan Tampilan Halaman Login Admin dan Dosen... 48 Gambar 3.14 Rancangan Tampilan Halaman Login Mahasiswa... 49 Gambar 3.15 Rancangan Tampilan Halaman Utama Admin... 49 Gambar 3.16 Rancangan Tampilan Halaman Utama Dosen dan Mahasiswa... 50 Gambar 3.17 Rancangan Tampilan Halaman Daftar Mata kuliah... 51 Gambar 3.18 Rancangan Tampilan Halaman Daftar Dosen... 51 Gambar 3.19 Rancangan Tampilan Halaman Menu Mata kuliah... 52 Gambar 3.20 Rancangan Tampilan Halaman Input Data... 52 Gambar 3.21 Rancangan Tampilan Halaman Ubah Data... 53 Gambar 3.22 Rancangan Tampilan Halaman Daftar Materi... 54 Gambar 3.23 Rancangan Tampilan Halaman Daftar Tugas... 54 Gambar 3.24 Rancangan Tampilan Halaman Daftar Kuis... 55 Gambar 3.25 Rancangan Tampilan Halaman Daftar Forum... 55 Gambar 3.26 Rancangan Tampilan Halaman Materi... 56 Gambar 3.27 Rancangan Tampilan Halaman Tugas... 57 Gambar 3.28 Rancangan Tampilan Halaman Kuis... 57 Gambar 3.29 Rancangan Tampilan Halaman Forum... 58 ix
Gambar 4.1 Skema Basis Data Sistem Mobile Learning... 59 Gambar 4.2 Tabel Dosen... 60 Gambar 4.3 Tabel Admin... 60 Gambar 4.4 Tabel Mahasiswa... 61 Gambar 4.5 Tabel Daftar Mahasiswa... 61 Gambar 4.6 Tabel Daftar Dosen... 61 Gambar 4.7 Tabel Mata kuliah... 62 Gambar 4.8 Tabel Materi... 62 Gambar 4.9 Tabel Tugas... 63 Gambar 4.10 Tabel Tugas Mahasiswa... 63 Gambar 4.11 Tabel Kuis... 63 Gambar 4.12 Tabel Soal Kuis... 64 Gambar 4.13 Tabel Nilai Kuis... 64 Gambar 4.14 Tabel Jawaban Kuis... 65 Gambar 4.15 Tabel Forum Diskusi... 65 Gambar 4.16 Tabel Komentar... 65 Gambar 4.17 Implementasi Tampilan Login Admin Dan Dosen... 66 Gambar 4.18 Implementasi Tampilan Login Mahasiswa... 67 Gambar 4.19 Implementasi Tampilan Halaman Utama Admin... 67 Gambar 4.20 Implementasi Tampilan Halaman Utama Dosen Dan Mahasiswa.. 68 Gambar 4.21 Implementasi Tampilan Daftar Mata kuliah... 69 Gambar 4.22 Implementasi Tampilan Daftar Dosen... 69 Gambar 4.23 Implementasi Tampilan Menu Mata kuliah... 70 Gambar 4.24 Implementasi Halaman Input Data... 71 Gambar 4.25 Implementasi Halaman Input Data... 71 Gambar 4.26 Implementasi Tampilan Materi... 72 Gambar 4.27 Implementasi Tampilan Tugas... 73 Gambar 4.28 Implementasi Tampilan Kuis... 73 Gambar 4.29 Implementasi Tampilan Forum Diskusi... 74 Gambar 4.30 Diagram Alir Pseudocode Fungsi Pra Pencarian KMP... 91 Gambar 4.31 Diagram Alir Pseudocode Fungsi Pencarian KMP... 93 Gambar 4.32 Grafik Rata Rata Error 100 1000 User... 97 Gambar 4.33 Grafik Rata Rata Waktu Klik 100 1000 User... 98 x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel Ambang Batas Kinerja Untuk Website (Paessler)... 14 d Tabel 3.1 Kebutuhan Fungsional Sistem... 17 d Tabel 4.1 Pengujian Black Box... 94 Tabel 4.2 Halaman Pengujian Stress Testing... 96 Tabel 4.3 Hasil Stress Testing... 96 xi
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan teknologi pembelajaran saat ini sangat pesat dan telah menghasilkan inovasi baru dalam dunia pembelajaran, yaitu dengan menggunakan perangkat bergerak atau lebih dikenal sebagai mobile learning (m-learning). Kombinasi dari teknologi telekomunikasi dan internet memungkinkan pengembangan sistem m-learning dalam teknologi pembelajaran modern. Mobile learning adalah suatu perpaduan antara Electronic Learning (E- Learning) dan Mobile Computing yang dapat mengakses suatu aplikasi pembelajaran kapanpun dan dimanapun. Perkembangan teknologi mobile saat ini semakin memungkinkan untuk mendukung suatu pembelajaran mobile bagi dosen dan mahasiswa. Selain itu, teknologi mobile menawarkan kesempatan baru untuk mengintegrasikan pembelajaran berkesinambungan dalam skenario pembelajaran yang lebih formal. Hal ini terlihat dari kecenderungan untuk menggunakan skenario pembelajaran campuran dengan cara menggabungkan berbagai bentuk pembelajaran, dan mengintegrasikan dengan berbagai cara untuk mengakses konten yang tersedia dalam mobile learning. Berdasarkan pengalaman yang dirasakan oleh penulis selama mengikuti perkuliahan di Jurusan Ilmu Komputer, Universitas Udayana, seringkali alokasi dari waktu yang diberikan untuk masing masing perkuliahan dirasa kurang memadai untuk memberikan materi, latihan dan melakasanakan diskusi kepada mahasiswa pada mata kuliah tersebut. Sehingga membutuhkan alokasi waktu tambahan diluar jam perkuliahan. Berdasarkan permasalahan ini, maka memungkinkan bagi pengajar untuk menerapkan model pembelajaran berbasis online dengan memanfaatkan penggunaan media elektronik seperti komputer, laptop, atau smartphone. Pada proses pembelajaran yang diterapkan di Jurusan Ilmu Komputer, Universitas Udayana, telah menggunakan metode pembelajaran berbasis online dengan memanfaatkan media elektronik seperti komputer atau laptop yang dikenal dengan Electronic Learning (e-learning). Namun demikian, masih terdapat kendala 1
2 dalam penggunaan dari sistem e-learning yang telah ada, baik bagi dosen pengajar dan mahasiswa jika harus melakukan pembelajaran namun sedang tidak berada di depan komputer. Sistem e-learning yang tersedia tidak tidak dirancang secara khusus untuk dapat berjalan pada perangkat mobile seperti smartphone, handphone, tablet, PDA, dll, sehingga kurang nyaman apabila diakses menggunakan perangkat mobile. Maka dari itu, sistem pembelajaran dengan menggunakan electronic learning (e-learning) yang telah ada sebelum nya dikembangkan menjadi sistem pembelajaran berbasis mobile (m-learning). Sistem pembelajaran ini memanfaatkan perangkat mobile seperti smartphone sebagai sarana pembelajaran yang berguna agar dapat lebih mudah diakses dan bisa dilaksanakan kapan saja dan dimana saja tanpa ada batasan waktu, sehingga hal hal yang belum tercapai dalam perkuliahan bisa dilaksanakan dengan memanfaatkan fitur yang tersedia pada sistem mobile learning ini. Demikian pula mahasiswa dapat mengakses materi, mengikuti tugas dan kuis serta berdiskusi kepada user lain nya, dan pada sisi lain dosen juga dapat lebih mudah melakukan evaluasi dari perkuliahan yang dilaksanakan nya tanpa perlu menggunakan komputer atau laptop, cukup dengan menggunakan smartphone. Selain itu terdapat fitur tambahan untuk meminimalisir adanya kata kata yang dirasa kurang pantas yang bisa terjadi pada saat pengguna satu dengan yang lain nya saling berdiskusi dalam sebuah forum diskusi, yaitu dengan memanfaatkan algoritma pencarian string Knuth-Morris-Pratt. Algoritma ini berfungsi untuk mencari kata kata yang dianggap kurang pantas pada saat pengguna memasukan komentar ke dalam suatu forum diskusi yang selanjutnya kata tersebut akan di sensor agar tidak ditampilkan di dalam suatu forum diskusi. Sistem Mobile learning ini mengakomodasi ketersediaan dari materi pelajaran yang dapat diakses setiap saat dan dengan visualisasi materi yang menarik. Hal penting yang perlu diperhatikan bahwa tidak semua mata kuliah bisa memenuhi karakteristik dari sistem mobile learning. Sehingga proses pembelajaran haruslah memadukan antara karakteristik mata kuliah dengan karakteristik sistem mobile learning.
3 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah disampaikan di atas, dapat dirumuskan permasalahan dalam penelitian ini yaitu: 1. Bagaimana merancang suatu sistem berbasis mobile yang dapat mendukung pembelajaran secara online sehingga bisa diakses kapan saja dan dimana saja. 2. Bagaimana karakteristik dari sistem pembelajaran berbasis mobile yang telah dibangun terhadap jumlah pengguna yang mengakses sistem dan waktu proses dalam mengakses sistem. 1.3. Tujuan Adapun tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Untuk menyediakan sebuah sistem berbasis mobile yang mampu mendukung pembelajaran secara online yang bisa diakses kapan saja dan dimana saja. 2. Untuk mengetahui karakteristik dari sistem terhadap jumlah pengguna dan waktu proses pada saat mengakses sistem. 1.4. Batasan Masalah Berdasarkan uraian permasalahan di atas, adapun batasan masalah yang terdapat dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Menu yang disediakan pada aplikasi mobile learning adalah menu untuk mengikuti mata kuliah, menampilkan materi, tugas, kuis, nilai, dan forum diskusi. 2. Materi yang disajikan berupa teks atau file dengan format pdf, doc, rar, zip, dan power point. 3. Tugas yang disajikan berupa teks atau file dengan format pdf, rar, zip, dan doc. 4. Kuis yang disajikan berupa soal objektif. 5. Pada forum diskusi inputan berupa teks. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah: 1. Mempermudah mahasiswa dalam mengakses pembelajaran dengan menggunakan perangkat mobile. 2. Mempermudah dosen dalam memberikan materi, kuis atau tugas pelajaran tanpa ada batasan tempat dan waktu.
4 3. Mempermudah dosen dalam melakukan evaluasi perkuliahan dan memberikan penilaian kepada mahasiswa. 4. Sebagai media penunjang pembelajaran selain proses perkuliahan yang bersifat tatap muka. 1.6 Metodologi Penelitian Dalam metodologi penelitian ini akan membahas mengenai tahapan-tahapan yang akan dilakukan dalam pembuatan Sistem Mobile Learning berbasis Android. 1.6.1 Pengumpulan Data Pada penelitian ini, proses pengumpulan data akan dilakukan dengan menggunakan metode wawancara dan studi pustaka. Metode wawancara yaitu metode pengumpulan data yang dilakukan melalui tatap muka dan tanya jawab langsung kepada narasumber atau sumber data. Pada penelitian ini penulis melakukan wawancara langsung kepada admin dari website e-learning yang ada pada Jurusan Ilmu Komputer Universitas Udayana untuk mengetahui fitur fitur utama dari website e-learning tersebut dan juga melakukan wawancara kepada beberapa dosen pengajar di jurusan ilmu komputer universitas udayana untuk mengetahui kebutuhan yang diperlukan oleh dosen pengajar dalam menggunakan sistem mobile learning ini. Selain menggunakan metode wawancara, dalam perancangan sistem Mobile Learning penulis melakukan proses pengumpulan data dengan cara mempelajari dan membaca buku serta jurnal-jurnal yang berkaitan dengan ruang lingkup permasalahan. 1.6.2 Metode Pengembangan Perangkat Lunak Dalam perancangan Sistem Mobile learning berbasis Andorid ini, metode pengembangan perangkat lunak yang digunakan adalah metode Waterfall. Metode pengembangan perangkat lunak Waterfall terdiri dari 5 fase yaitu Requirements Analysis, System and Software Design, Implementtation, Integration and System Testing, and Maintenance. Dan pengujian pada sistem akan dilakukan dengan metode Black Box Testing, White Box Testing dan Stress Testing. Pengujian ini dilakukan agar perangkat lunak yang dihasilkan sesuai dengan kebutuhan yang diharapkan.