i PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU SKRIPSI AL MIFDHAL 080803071 DEPARTEMEN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
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 080803071 DEPARTEMEN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
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 : 080803071 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. 196312141989031001 NIP :19630405 198811 2 001 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Matematika FMIPA USU Ketua. Prof. Drs. Tulus, Vordipl.Math, M.Si, Ph.D. NIP. 196209011988031002
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 080803071
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
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
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.
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.
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 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tinjauan Pustaka 2 1.5 Tujuan Penelitian 5 1.6 Kontribusi Penelitian 5 1.7 Metode Penelitian 5 Bab 2 Landasan Teori 6 2.1 Penjadwalan 6 2.1.1 Jadwal Secara Umum 6 2.1.2 Penjadwalan Kuliah 6 2.2 Jaringan Saraf Tiruan 7 2.2.1 Jaringan Saraf Biologis 7 2.2.2 Komparasi antara Jaringan Saraf Biologis dan JST 8 2.2.3 Pengertian Jaringan Saraf Tiruan 9 2.2.4 Konsep Dasar Jaringan Saraf Tiruan 10 2.2.5 Fungsi Aktivasi atau Fungsi Transfer 12 2.3 Algoritma Pembelajaran Backpropagation 13 2.4 Java 19
ix Bab 3 Analisis dan Perancangan Aplikasi 20 3.1 Analisis Kebutuhan Software 20 3.1.1 Analisis Algoritma Backpropagation 20 3.1.1 Analisis Algoritma Input 21 3.1.1 Analisis Algoritma Proses 21 3.1.1 Analisis Algoritma Output 21 Bab 4 Implementasi dan Pembahasan 22 4.1 Perancangan Perangkat 22 4.2 Pengujian Aplikasi 22 4.2.1 Fungsi Utama 22 4.2.2 Fungsi Backpropagation 25 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 34 5.1 Kesimpulan 34 5.2 Saran 34 Daftar Pustaka 35 Lampiran 36
x DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Analogi antara JST dengan Jaringan Saraf Buatan 9
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