STUDI PERBANDINGAN KOMPRESI MENGGUNAKAN METODE SHANNON FANO DAN UNARY CODING PADA FILE TEKS SKRIPSI EUNIKE JOHANA 071402044 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012
2 STUDI PERBANDINGAN KOMPRESI MENGGUNAKAN METODE SHANNON FANO DAN UNARY CODING PADA FILE TEKS SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Teknologi Informasi EUNIKE JOHANA 071402044 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012
3 PERSETUJUAN Judul : STUDI PERBANDINGAN KOMPRESI MENGGUNAKAN METODE SHANNON FANO DAN UNARY CODING PADA FILE TEKS Kategori : SKRIPSI Nama : EUNIKE JOHANA SITORUS Nomor Induk Mahasiswa : 071402044 Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI (Fasilkom-TI) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Diluluskan di Medan, Desember 2012 Pembimbing 2 Pembimbing 1 M. Andri Budiman,ST.,M.Comp.Sc.,M.E.M Prof.Dr.Tulus,M.Si. NIP 19751008 200801 1 001 NIP 19620901 198803 1 002 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Teknologi Informasi FASILKOM-TI USU Ketua Prof.Dr.Opim S Sitompul, M.Sc NIP 19610817 198701 1 001
4 PERNYATAAN STUDI PERBANDINGAN KOMPRESI MENGGUNAKAN METODE SHANNON FANO DAN UNARY CODING PADA FILE TEKS SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, EUNIKE JOHANA SITORUS 071402044
5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa karena hanya dengan pertolongan dan anugerah-nya sajalah penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Informasi, Program Studi S1 Teknologi Informasi Departemen Teknologi Informasi Sumatera Utara. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ketua Program Studi Teknologi Informasi, Bapak Prof.Dr.Opim Salim Sitompul, M.Sc. dan sekretaris program studi Teknologi Informasi Bapak Sawaluddin, M.IT, dekan dan pembantu dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, seluruh dosen pada program studi Teknologi Informasi beserta staf pegawai dan tata usaha Teknologi Informasi. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Prof.Dr.Tulus,M.Si dan Bapak Muhammad Andri Budiman,ST.,M.Comp.Sc.,M.E.M selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, menolong, dan mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada kedua dosen penguji Bapak Drs.Marihat Situmorang, M.Kom. dan Ibu Sarah Purnawati,ST.,M.Sc. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan dan saran yang membangun kepada penulis di dalam penulisan skripsi ini. Skripsi ini penulis persembahkan kepada kedua orangtua penulis Papa Drs.Rudy M.O.Sitorus,M.Si dan Mama Dra.Reni Hutagaol. Penulis berterima kasih untuk pengorbanan, dukungan, doa, dan semangat yang papa dan mama berikan kepada penulis. Penulis juga berterima kasih kepada adik-adik penulis, yaitu Samuel, Jonathan, dan Tora atas doa, dukungan, dan semangat yang diberikan kepada penulis. Kepada Kak Sany, Omi, dan Titin penulis berterima kasih atas doa dan dukungan yang diberikan. Penulis juga berterima kasih kepada Maria Sinuraya, Dini Rahayu, Ardani Dwi Atmojo, Azarya Tarigan, Andreni M.Ginting, Ita Deniska, Agustina Manurung, Sabrina Pratiwi, dan teman-teman TI 2007 yang turut memberikan doa dan dukungan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Karena itu penulis mengharapkan saran-saran yang bersifat membangun dari semua pihak untuk kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat memberikan menafaat bagi semua pihak.
6 ABSTRAK Kompresi data bertujuan untuk mengurangi ukuran file sebelum menyimpan atau memindahkan data ke dalam media penyimpanan. Pada tugas akhir ini metode yang digunakan untuk kompresi adalah Shannon Fano dan Unary Coding. Pada metode Shannon Fano proses kompresi dilakukan dengan mengetahui frekuensi kemunculan setiap simbol yang kemudian akan diurutkan secara descending order. Kemudian, akan dibuat sebuah tabel pembagian berdasarkan frekuensi kemunculan tersebut. Pada metode Unary Coding tidak menggunakan tabel pembagian. Proses pengkodean dilakukan dengan mengurutkan frekuensi kemunculan setiap simbol secara descending order. Angka hasil pengurutan inilah yang akan dikodekan dengan n-1 diikuti oleh satu bit 0. Pada bit terakhir kode akan dimodifikasi yaitu berupa n-1 tanpa diikuti oleh satu bit 0. Dalam proses kompresi dengan menggunakan kedua metode ini dapat diketahui rasio kompresi, waktu kompresi dan redundancy.rasio kompresi, waktu kompresi dan redundancy akan menjadi parameter pembanding untuk kedua metode ini. Kata kunci: Shannon Fano, Unary Coding, rasio kompresi, redundancy
7 COMPARATIVE STUDY OF COMPRESSION USING SHANNON FANO METHOD AND UNARY CODING METHOD IN TEXT FILE ABSTRACT Data Compression aims to reduce the file size before storing or moving data to the storage media. In this research the methods used for compression are Shannon Fano and Unary Coding. In the Shannon Fano method, compression process is done by knowing the frequency of occurrence of each symbol then be sorted in descending order. Table of the division based on the frequency of occurrence is then made. Unary Coding method does not use the division table. The process of encoding is done by sorting the frequency of occurrence of each symbol in descending order. The resulting figures sorting is to be encoded by n-1 followed by a 0 bit. In the last bit of code will be modified in the form of n-1 without being followed by a single bit 0. In the compression process using both of these methods can be known the compression ratio, time of compression and redundancy. Compression ratio, time of compression and redundancy will be the comparison parameter for both of methods. Keywords: Shannon Fano, Unary Coding, compression ratio, redundancy.
8 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi Daftar Isi vii Daftar Tabel x Daftar Gambar xi Bab 1 Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 2 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Metode Penelitian 3 1.7 Sistematika Penulisan 4 BAB 2 Landasan Teori 5 2.1 Pengertian File Teks 5 2.1.1Format Teks 6 2.1.2Tipe Teks 8 2.2 Pengantar Kompresi Data 8 2.2.1 Pengertian Kompresi Data 9 2.2.2 Tujuan Kompresi Data 9 2.2.3 Proses Kompresi Data 9 2.2.4 Jenis-jenis Kompresi Data 10 2.3 Rasio Kompresi 11 2.4 Redundancy 11 2.5 Waktu Kompresi 13 2.6 Metode Shannon Fano 13 2.7 Metode Unary Coding 18 2.8 Penelitian Sebelumnya 21 BAB 3 Analisis dan Perancangan 23 3.1 Analisis 23 3.2 Perancangan 23
9 3.3 Deskripsi Metode Shannon Fano 24 3.4 Deskripsi Metode Unary Coding 33 3.5 Perancangan Prosedural 35 3.5.1 Proses Kompresi Shannon Fano 36 3.5.2 Proses Dekompresi Shannon Fano 37 3.5.3 Proses Kompresi Unary Coding 38 3.5.4 Proses Dekompresi Unary Coding 39 3.6 Perancangan Antarmuka 40 3.6.1 Rancangan Menu Utama 40 3.6.2 Rancangan Menu Theory 41 3.6.3 Rancangan Menu Process 42 3.6.4 Rancangan Menu Compare 46 3.6.5 Rancangan Menu Help 47 Bab 4 Implementasi dan Pengujian Sistem 48 4.1 Implementasi Sistem 48 4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak 48 yang Digunakan 4.1.2 Tampilan Menu Utama Program 49 4.1.3 Tampilan Menu Theory 49 4.1.4 Tampilan Menu Process 50 4.1.5 Tampilan Sub Menu Kompresi Shannon Fano 52 4.1.6 Tampilan Sub Menu Dekompresi Shannon Fano 56 4.1.7 Tampilan Sub Meni Kompresi Unary Coding 60 4.1.8 Tampilan Sub Menu Dekompresi Unary Coding 64 4.1.9 Tampilan Menu Compare 67 4.1.10 Tampilan Menu Help 69 4.2 Pengujian Sistem 69 4.2.1 Pengujian Kompresi File Teks dengan Metode 69 Shannon Fano dan Unary Coding pada file teks dengan karakter yang sering berulang. 4.2.2 Analisis Pengujian Kompresi File Teks dengan Metode 71 Shannon Fano dan Unary Coding pada file teks dengan karakter yang sering berulang. 4.2.3 Pengujian Kompresi File Teks dengan Metode 71 Shannon Fano dengan Unary Coding pada file teks dengan karakter yang jarang berulang. 4.2.4 Analisis Pengujian Kompresi File Teks dengan 72 Metode Shannon Fano dan Unary Coding pada file teks dengan karakter yang jarang berulang. 4.2.5 Pengujian Kompresi File Teks dengan Metode 72
10 Shannon Fano dengan Unary Coding pada file teks dengan karakter yang acak. 4.2.6 Analisis Pengujian Kompresi File Teks dengan Metode Shannon Fano dan Unary Coding pada file teks 74 dengan karakter yang acak. Bab 5 Kesimpulan dan Saran 78 5.1 Kesimpulan 78 5.2 Saran 79 Daftar Pustaka 80 Lampiran A Lampiran B
11 Daftar Tabel Halaman Tabel 2.1 Tabel Shannon Fano 15 Tabel 2.2 Tabel Frekuensi Simbol 15 Tabel 2.3 Tabel Frekuensi 16 Tabel 2.4 Tabel Pembagian Frekuensi 16 Tabel 2.5 Tabel Pembentukan Kode Shannon Fano 16 Tabel 2.6 Tabel Pembagian Pertama 17 Tabel 2.7 Tabel Pembagian Kedua 17 Tabel 2.8 Tabel Pembagian Ketiga 18 Tabel 2.9 Tabel Pembagian Keempat 18 Tabel 2.10 Tabel Unary Coding 19 Tabel 2.11 Tabel Alternatif Kode Unary Coding 19 Tabel 2.12 Tabel Frekuensi 19 Tabel 2.13 Tabel Pengkodean 20 Tabel 3.1 Tabel Frekuensi 25 Tabel 3.2 Tabel Pembagian Pertama 26 Tabel 3.3Tabel Pembagian Kedua 27 Tabel 3.4Tabel Pembagian Ketiga 27 Tabel 3.5 Tabel Pembagian Keempat 28 Tabel 3.6 Tabel Pembagian Kelima 29 Tabel 3.7 Tabel Pembagian Keenam 29 Tabel 3.8 Tabel Pembagian Ketujuh 30 Tabel 3.9 Tabel Pembagian Kedelapan 31 Tabel 3.10 Tabel Pembagian Kesembilan 31 Tabel 3.11 Tabel Hasil Pengkodean 32 Tabel 3.12 Tabel Perhitungan 32 Tabel 3.13 Tabel Frekuensi Unary Coding 33 Tabel 3.14 Tabel Perhitungan Unary Coding 34 Tabel 4.1 Tabel Perbandingan untuk file teks Karakter yang Sering Berulang 70 Tabel 4.2 Tabel Perbandingan untuk Karakter yang jarang Berulang 71 Tabel 4.3 Tabel Perbandingan untuk Karakter Acak 73 Tabel 4.4 Tabel Perbandingan Rasio Kompresi dan Redundancy 75
12 Daftar Gambar Halaman Gambar 2.1 Karakter ASCII 6 Gambar 2.2 Kompresi Loseless 10 Gambar 2.3 Kompresi Lossy 11 Gambar 3.1 Flowchart Proses Kompresi Shannon Fano 36 Gambar 3.2 Flowchart Proses Dekompresi Shannon Fano 37 Gambar 3.3 Flowchart Proses Kompresi Unary Coding 38 Gambar 3.4 Flowchart Proses Dekompresi Unary Coding 39 Gambar 3.5 Rancangan Menu Utama 40 Gambar 3.6 Rancangan Menu Theory 41 Gambar 3.7 Rancangan Sub Menu Theory Shannon Fano 41 Gambar 3.8 Rancangan Sub Menu Theory Unary Coding 42 Gambar 3.9 Rancangan Sub Menu Proses Kompresi Shannon Fano 43 Gambar 3.10 Rancangan Sub Menu Proses Dekompresi Shannon Fano 44 Gambar 3.11 Rancangan Menu Proses Kompresi Unary Coding 45 Gambar 3.12 Rancangan Menu Proses Dekompresi Unary Coding 46 Gambar 3.13 Rancangan Menu Compare 47 Gambar 3.14 Rancangan Menu Help 47 Gambar 4.1 Tampilan Menu Utama 49 Gambar 4.2 Tampilan Sub Menu Theory Shannon Fano 50 Gambar 4.3 Tampilan Sub Menu Theory Unary Coding 50 Gambar 4.4 Tampilan Sub Menu Process Shannon Fano 51 Gambar 4.5 Tampilan Sub Menu Process Unary Coding 51 Gambar 4.6 Tampilan Sub Menu Proses untuk Kompresi 52 dengan metode Shannon Fano Gambar 4.7 Tampilan Sub Menu Kompresi Shannon Fano 53 Gambar 4.8 File Asli 53 Gambar 4.9 Tampilan Proses Kompresi Shannon Fano 54 Gambar 4.10 Tampilan Proses Penyimpanan File Hasil Kompresi 55 Shannon Fano Gambar 4.11 Tampilan Simpan File Shannon Fano (.sf) 55 Gambar 4.12 File Hasil Kompresi Shannon Fano (.sf) 56 Gambar 4.13 Tampilan Sub Menu Proses untuk Dekompresi dengan 56 metode Shannon Fano Gambar 4.14 Tampilan Sub Menu Dekompresi Shannon Fano 57 Gambar 4.15 Tampilan Proses Dekompresi Shannon Fano 58
13 Gambar 4.16 Tampilan Proses Penyimpanan File Hasil 58 Dekompresi Shannon Fano Gambar 4.17 Tampilan Simpan File Hasil Dekompresi (.txt) 59 Gambar 4.18 File Hasil Dekompresi Shannon Fano 59 Gambar 4.19 Tampilan Sub Menu Proses untuk Kompresi 60 dengan metode Unary Coding Gambar 4.20 Tampilan Sub Menu Kompresi Unary Coding 61 Gambar 4.21 Tampilan Proses Kompresi Unary Coding 62 Gambar 4.22 Tampilan Proses Penyimpanan File Hasil 62 Dekompresi Unary Coding Gambar 4.23 Tampilan Simpan File Hasil Kompresi (.uc) 63 Gambar 4.24 File Hasil Kompresi Unary Coding (.uc) 63 Gambar 4.25 Tampilan Sub Menu Proses untuk Dekompresi 64 dengan metode Unary Coding Gambar 4.26 Tampilan Sub Menu Dekompresi Unary Coding 65 Gambar 4.27 Tampilan Proses Dekompresi Unary Coding 65 Gambar 4.28 Tampilan Proses Penyimpanan File Hasil 66 Dekompresi Unary Coding Gambar 4.29 File Hasil Dekompresi Unary Coding 66 Gambar 4.30 Tampilan Pemilihan Menu Compare 67 Gambar 4.31 Tampilan Menu Compare 68 Gambar 4.32 Tampilan Proses Compare 68 Gambar 4.33 Tampilan Menu Help 69 Gambar 4.34 Salah satu file yang diuji untuk kompresi 70 Shannon Fano dan Unary Coding pada file teks dengan karakter yang sering berulang. Gambar 4.35 Salah satu contoh file yang diuji untuk kompresi 72 Shannon Fano dan Unary Coding pada file teks dengan karakter yang jarang berulang. Gambar 4.36 Salah satu contoh file yang diuji untuk kompresi 74 Shannon Fano dan Unary Coding pada file teks dengan karakter yang jarang berulang. Gambar 4.37 Diagram perbandingan Rasio Kompresi Shannon 76 Fano dengan Unary Coding Gambar 4.38 Diagram perbandingan redundancy Shannon Fano 76 dengan Unary Coding Gambar 4.39 Diagram perbandingan waktu 77