Seminar Nasional APTIKOM (SEMNASTIKOM), FaveHotel Jayapura, 3 November 2017 PENERAPAN ALGORITMA STEEPEST ASCENT HILL CLIMBING DAN LINEAR CONGRUENT METHOD (LCM) DALAM GAME SLIDE PUZZLE PENGENALAN SEMBILAN SUNAN BERBASIS ANDROID Irfandi Wicaksono 1, Evanita V Manullang 2 1,2 Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer dan Manajemen, Universitas Sains dan Teknologi Jayapura 1 irfandykira007@gmail.com, 2 eva.manullang@gmail.com ABSTRAK Game Slide puzzle adalah permainan menyusun potongan gambar dengan aturan sebuah potongan hanya dapat dipindahkan dengan menggeserkan ke ruang kosong. Umumnya orang yang memainkan puzzle butuh waktu lama dalam menyelesaikan permainannya, hal ini disebabkan karena pada slide puzzle tidak ada informasi tambahan yang dimiliki membantu melakukan pencarian solusi sehingga saat proses penyusunan potongan-potongan menjadi suatu tantangan bagi pengguna yang memainkannya. Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun suatu perangkat lunak berbasis android yang menampilkan kisah singkat tentang tokoh sembilan sunan, mampu menjelaskan linear congruent method sebagai pengacakan, dan algoritma steepest ascent hill climbing sebagai solusi menyelesaikan game slide puzzle. Hasil penelitian berupa sebuah penerapan algoritma dalam game slide puzzle dan penyampaian sejarah singkat tokoh sembilan sunan. Dari hasil pengujian solusi yang diberikan algoritma steepest ascent hill climbing kurang optimal apabila diterapkan untuk ukuran puzzle di atas 5x5. Kata kunci : Game Slide Puzzle, Algoritma Steepest Ascent Hill Climbing, Linear Congruent Method, Sembilan Sunan 1. Pendahuluan Manusia, pendidikan, dan teknologi mengalami perkembangan dari masa ke masa, manusia saling berlomba dan bersaing dalam menciptakan hal-hal baru. Salah satu hal baru yang terus berkembang dan berinovasi adalah game yang paling banyak peminatnya di dalam dunia maya, baik game komputer maupun game mobile smartphone yang memungkinkan pemain untuk memainkan di mana saja dan kapan saja. Salah satu sistem operasi mobile smartphone yang sedang berkembang saat ini adalah sistem operasi android. Permainan berkembang pesat di sistem operasi android, salah satu permainan yang dapat dikembangkan di sistem operasi android adalah game slide puzzle. Game slide puzzle adalah permainan menyusun potongan gambar dengan aturan sebuah potongan hanya dapat dipindahkan dengan menggeserkan ke ruang kosong. Umumnya orang yang memainkan game slide puzzle butuh waktu lama dalam menyelesaikan permainannya, hal ini disebabkan karena pada game slide puzzle tidak ada informasi tambahan yang dimiliki membantu melakukan pencarian solusi sehingga saat proses penyusunan potonganpotongan menjadi suatu tantangan bagi pengguna yang memainkannya. Sudah banyak game yang beredar di pasaran yang dapat diimplementasikan. Persoalannya, game yang dibutuhkan tidak hanya game yang bersifat standar dan terkadang membuat pemain enggan saat memainkannya. Game yang interaktif, unik, dan menarik dapat memotivasi pemain untuk memainkannya. 2. Landasan Teori 2.1 Game Slide Puzzle Game Slide puzzle merupakan permainan menyusun potongan gambar dengan aturan sebuah potongan hanya dapat dipindahkan dengan menggesernya ke ruang kosong (blank tile). Puzzle ini merupakan jenis puzzle yang memiliki tingkat kesulitan dalam menyelesaikan masalahnya sangat tinggi dibandingkan jenis puzzle lain. Umumnya orang yang memainkan puzzle ini butuh waktu lama dalam menyelesaikan permainannya. Hal ini disebabkan karena pada slide puzzle tidak ada informasi tambahan yang dimiliki untuk membantu melakukan pencarian solusi, sehingga saat proses penyusunan potongan-potongan puzzle terjadi susunan puzzle semula. (Sumber : Riris D Lomo, 2012;1) 183
2.2. Linear Congruent Method Linear congruent method (LCM) adalah generator nomor acak dari bentuk Algoritma, dengan state St = Xt 2 {0,...,m 1} untuk suatu bilangan bulat positif m disebut modulus, dan state transisi. Xt = (axt 1 + c) mod m, t = 1, 2,... n.. (2,1) Dimana multiplier dan selisih c adalah bilangan bulat. Menerapkan operator modulom, dan sisanya diambil sebagai nilai Xt. Perhatikan bahwa multiplier dan incre-ment dapat dipilih dalam set {0,...,m 1}. Ketika c = 0, generator kadang-kadang disebut generator congruential perkalian. Kebanyakan implementasi yang ada dari LCM adalah bentuk ini secara umum kenaikan tidak memiliki dampak besar pada kualitas dari LCM. (Sumber : Dirk P. Kroese, 2011;12) 2.3. Pendakian Bukit (Hill Climbing) Metode ini hampir sama dengan metode pembangkitan dan pengujian, hanya saja proses pengujian dilakukan dengan menggunakan fungsi heuristik. Pembangkitan keadaan berikutnya sangat tergantung pada feedback dari prosedur pengetesan. Tes yang berupa fungsi heuristik ini akan menunjukkan seberapa baiknya nilai terkaan yang diambil terhadap keadaan-keadaan lainnya yang mungkin. 2.3.1. Steepest Ascent Hill Climbing Steepest ascent hill climbing sebenarnya hampir sama dengan simple hill climbing, hanya saja gerakan pencarian tidak dimulai dari posisi paling kiri. Gerakan selanjutnya dicari berdasarkan nilai heuristik terbaik. Dalam hal ini urutan penggunaan operator tidak menentukan penemuan solusi. Algoritma : 1) Mulai dari keadaan awal, lakukan pengujian: jika merupakan tujuan, maka berhenti; dan jika tidak, lanjutkan dengan keadaan sekarang sebagai keadaan awal. 2) Kerjakan hingga tujuan tercapai atau hingga iterasi tidak memberikan perubahan pada keadaan sekarang. a) Tentukan SUCC sebagai nilai heuristik terbaik dari successor-successor. b) Kerjakan untuk tiap operator yang digunakan oleh keadaan sekarang. (1) Gunakan operator tersebut dan bentuk keadaan baru. (2) Evaluasi keadaan baru tersebut. Jika merupakan tujuan, keluar. Jika bukan, bandingkan nilai heuristiknya dengan SUCC. Jika lebih baik, jadikan nilai heuristik keadaan baru tersebut sebagai SUCC. Namun jika tidak lebih baik, nilai SUCC tidak berubah. 3) Jika SUCC lebih baik daripada nilai heuristik keadaan sekarang, ubah node SUCC menjadi keadaan sekarang. (Sumber : T. Sutojo, S.Si., M.Kom, 2011;97) 3. Pembahasan 3.1. Pengacakan bilangan menggunakan LCM Rumus LCM : rn+1 = ( a rn + c ) mod m Contoh kasus : pengacakan untuk puzzle 3x3 (9 pieces) a = 7, c = 5, m = 9, dan rn = 12 r(1) = (7*12+5) mod 9 = 8 r(2) = (7*8+5) mod 9 = 7 r(3) = (7*7+5) mod 9 = 0 r(4) = (7*0+5) mod 9 = 5 r(5) = (7*5+5) mod 9 = 4 r(6) = (7*4+5) mod 9 = 6 r(7) = (7*6+5) mod 9 = 2 r(8) = (7*2+5) mod 9 = 1 r(9) = (7*1+5) mod 9 = 3 bilangan acak yang dibangkitkan adalah : 8 7 0 5 4 6 2 1 3 Maka didapat potongan puzzle yang teracak : 8 7 0 5 4 6 2 1 3 Contoh kasus : pengacakan untuk puzzle 4x4 (16 pieces) a = 1, c = 13, m = 16, dan rn = 12 r(1) = (1*12+13) mod 16 = 9 r(2) = (1*9+13) mod 16 = 6 r(3) = (1*6+13) mod 16 = 3 r(4) = (1*3+13) mod 16 = 0 r(5) = (1*0+13) mod 16 =13 r(6) = (1*13+13) mod 16 = 10 r(7) = (1*10+13) mod 16 = 7 r(8) = (1*7+13) mod 16 = 4 r(9) = (1*4+13) mod 16 = 1 r(10) = (1*1+13) mod 16 = 14 r(11) = (1*14+13) mod 16 =11 r(12) = (1*11+13) mod 16 = 8 r(13) = (1*8+13) mod 16 = 5 r(14) = (1*5+13) mod 16 = 2 r(15) = (1*2+13) mod 16 =15 r(16) = (1*15+13) mod 16 =12 bilangan acak yang dibangkitkan adalah : 9 6 3 0 13 10 7 4 1 14 11 8 5 2 15 12 Maka didapat potongan puzzle yang teracak : 184
9 6 3 0 13 10 7 4 1 14 11 8 5 2 15 12 Contoh kasus : pengacakan untuk puzzle 5x5 (25 pieces) a = 11, c = 9, m = 25, dan rn = 21 r(1) = (11*21+9) mod 25 = 15 r(2) = (11*15+9) mod 25 = 24 r(3) = (11*24+9) mod 25 = 23 r(4) = (11*23+9) mod 25 = 12 r(5) = (11*12+9) mod 25 = 16 r(6) = (11*16+9) mod 25 = 10 r(7) = (11*10+9) mod 25 = 19 r(8) = (11*19+9) mod 25 = 18 r(9) = (11*18+9) mod 25 = 7 r(10) = (11*7+9) mod 25 = 11 r(11) = (11*11+9) mod 25 = 5 r(12) = (11*5+9) mod 25 = 14 r(13) = (11*14+9) mod 25 = 13 r(14) = (11*13+9) mod 25 = 2 r(15) = (11*2+9) mod 25 = 6 r(16) = (11*6+9) mod 25 = 0 r(17) = (11*0+9) mod 25 = 9 r(18) = (11*9+9) mod 25 = 8 r(19) = (11*8+9) mod 25 = 22 r(20) = (11*22+9) mod 25 = 1 r(21) = (11*1+9) mod 25 = 20 r(22) = (11*20+9) mod 25 =4 r(23) = (11*4+9) mod 25 = 3 r(24) = (11*3+9) mod 25 = 17 r(25) = (11*17+9) mod 25 = 21 bilangan acak yang dibangkitkan adalah : 15 24 23 12 16 10 19 18 7 11 5 14 13 2 6 0 9 8 22 1 20 4 3 17 21 Maka didapat potongan puzzle yang teracak : 15 24 23 12 16 10 19 18 7 11 5 14 13 2 6 0 9 8 22 1 20 4 3 17 21 3.2 Penyelesaian menggunakan algoritma steepest ascent hill climbing 1. Ubin kosong ke kanan 2. Ubin kosong ke kiri 3. Ubin kosong ke atas 4. Ubin kosong ke bawah Penyelesaian dengan algoritma Stepest Ascent Hill Climbing : Iterasi ke-1 Cek : keadaan awal Goal Keadaan sekarang = keadaan awal Keadaan sekarang dikenakan 3 operator sekaligus, hasilnya adalah : Pilih posisi benar yang terbesar, yaitu 6 sehingga keadaan sekarang menjadi : Keadaan selanjutnya Posisi benar = 6 Iterasi ke-2 Cek : keadaan awal Goal Keadaan sekarang = keadaan awal Keadaan sekarang dikenakan 4 operator sekaligus, hasilnya adalah : Pilih posisi benar yang terbesar, yaitu 7 sehingga keadaan sekarang menjadi : Keadaan selanjutnya Posisi benar = 7 Operator yang digunakan untuk menggerakkan dari satu keadaan ke keadaan berikutnya adalah : Iterasi ke-3 Cek : keadaan awal Goal Keadaan sekarang = keadaan awal 185
Keadaan sekarang dikenakan 3 operator sekaligus, hasilnya adalah : Pilih posisi benar yang terbesar, yaitu 8 sehingga keadaan sekarang menjadi : Keadaan selanjutnya c. Tampilan Form Pemilihan Tokoh Jika memilih untuk mulai game maka akan muncul tampilan untuk memilih tokoh yang terdiri dari 1 sampai 9. Posisi benar = 8 Iterasi ke-4 Cek : keadaan awal = Goal, hentikan proses pencarian. Solusi : Keadaan sekarang = Goal State d. Tampilan Form Ukuran Puzzle Setelah memilih tokoh yang diinginkan maka pengguna selanjutnya akan memilih ukuran puzzle yang diinginkan, yaitu terdiri dari puzzle 3x3 sampai dengan 5x5. 4. Implementasi a. Tampilan Form Menu Utama Tampilan menu game berfungsi untuk memulai game slide puzzle. b. Tampilan Form Nama Pemain Sebelum memainkan game slide puzzle pemain menginputkan nama pemain agar ketika menyelesaikan game slide puzzle nama pemain dapat tampil pada form nilai tertinggi. e. Tampilan Form Game Slide Puzzle Dibawah ini merupakan tampilan game slide puzzle setelah pengguna memilih tokoh yang pertama. Apabila pengguna tidak dapat menyelesaikannya maka pengguna dapat menekan tombol bantuan agar sistem dapat membantu menyelesaikannya. Tombol menyerah berfungsi apabila pengguna sudah tidak dapat menjalankan puzzle. 186
f. Tampilan Form Bantuan Form bantuan berisi tentang gerakan yang harus dilakukan pemain untuk menggeser puzzle. i. Tampilan Form Cara Main Form berisi langkah-langkah memainkan game slide puzzle. g. Tampilan Form Informasi Tokoh Berikut adalah tampilan hasil dari menyusun puzzle, pengguna juga mendapat informasi tentang siapa tokoh yang dipilih beserta riwayat singkat tentang tokoh tersebut. j. Tampilan Form Tentang Form tentang berisi gambaran singkat tentang penulis h. Tampilan Form Nilai Tertinggi Form ini berisi nilai tertinggi dari setiap pemain yang menyelesaikan game slide puzzle. Nilai tertinggi di dapat berdasarkan waktu tercepat. 5. Kesimpulan Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan yaitu game slide puzzle pengenalan sembilan sunan berbasis android menggunakan linear congruent method dan steepest ascent hill climbing, maka diambil kesimpulan sebagai berikut : a. Aplikasi dapat dimainkan oleh anak-anak maupun orang dewasa. b. Algoritma Steepest Ascent Hill Climbing dapat digunakan untuk membantu penyelesaian game puzzle. Pada puzzle ukuran 3x3 solusi dapat terselesaikan 187
dengan langkah yang tidak terlalu banyak, tetapi untuk ukuran 4x4 dan 5x5 solusi yang didapat sangatlah banyak. Algoritma Steepest Ascent Hill Climbing kurang optimal apabila diterapkan untuk ukuran puzzle di atas 5x5 c. Linear Congruent Method (LCM) digunakan untuk membangkitkan bilangan acak dengan pilihan konstanta dan variabel bilangan acak yang tepat agar tidak terjadi pengulangan. Pengacakan menggunakan metode Linear Congruent Method dilakukan dengan melihat nilai variabel a dan c. Dimana kedua variabel tersebut merupakan bilangan relatif prima. d. Apabila algoritma Steepest Ascent Hill Climbing dibandingkan dengan algoritma lain seperti A Star, langkah yang didapat algoritma Steepest Ascent Hill Climbing jauh lebih banyak daripada algoritma A Star. e. Aplikasi menampilkan gambar tokoh dan informasi singkat tentang tokoh tersebut. Nilai tertinggi diambil berdasarkan waktu tercepat dalam menyelesaikan game sliding puzzle. DAFAR PUSTAKA [1] Fauzi Muhamad, Cahyana Rinda, Tresnawati Dewi, 2013, Pembuatan Game Edukasi Pengenalan Karies Untuk Anak Usia 6 8 Tahun, Jurnal Algoritma, Sekolah Tinggi Teknologi Garut. [2] H Nazruddin Safaat, 2015, Aplikasi Berbasis Android, Penerbit Informatika, Bandung. [3] Kroese D.P, 2011, Monte Carlo Methods, Department of Mathematics School of Mathematics and Physcs, The University of Queensland. [4] Marsa Dadang, Sardiarinto, 2013, Pengenalan Bahasa Inggris Untuk Anak Melalui Aplikasi Edukasi Berbasis Android, Manajemen Informatika, AMIK Bina Sarana Informatika Yogyakarta. [5] Nikensasi Putri, Kuswardayan Imam, Sunaryono Dwi, 2012, Rancang Bangun Permainan Edukasi Matematika dan Fisika dengan Memanfaatkan Accelerometer dan Physics Engine Box2d pada Android, Jurnal Teknik ITS vol. 1, Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. [6] Purnawangsia Seri, Amirullah Desi, Nasir Muhamad, 2013, Game Edukasi Teka-Teki Silang Digital Berbasis Teknologi Informasi, Seminar Nasional Industri Teknologi, Volume 2, Nomor 1, Teknik Informatika. [7] Riris D Lomo, 2012, Game Sliding Puzzle. [8] Sugiarti Yuni, 2013, Analisa dan Perancangan UML (Unifed Modeling Language) Generated VB.6, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta. [9] Sutojo T, Mulyanto Edy, Dr. Suhartono Vincent, 2011, Kecerdasan Buatan, Penerbit Andi, Yogyakarta. [10] Yakub, 2012, Pengantar Sistem Komputer, Edisi Pertama, Graha Ilmu, Yogyakarta. [11] Yana Desi, Amirullah Desi, Mansur, 2012, Perancangan Game Edukasi Sebagai Pembelajaran Ip Address, Jurnal Ilmiah Mahasiswa Volume 1, No 1, Jurusan Teknik Informatika, Politeknik Negeri Bengkalis. 188