Analisis Hasil Kompresi Data Teks Pada Algoritma Elias Gamma Code, Elias Delta Code Dan Levenstein Code

(1)

ANALISIS HASIL KOMPRESI DATA TEKS PADA ALGORITMA ELIAS GAMMA CODE, ELIAS DELTA CODE

DAN LEVENSTEIN CODE

TESIS

ANTONI

117038029

PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

TESIS

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika

ANTONI 117038029

PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : ANALISIS HASIL KOMPRESI DATA TEKS

PADA ALGORITMA ELIAS GAMMA CODE, ELIAS DELTA CODE DAN LEVENSTEIN CODE

Kategori : -

Nama : Antoni

Nomor Induk Mahasiswa : 117038029

Program Studi : S2 Teknik Informatika

Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT Prof. Dr. Muhammad Zarlis

Diketahui/disetujui oleh

Program Studi S2 Teknik Informatika

Ketua,

(4)

PERNYATAAN ORISINALITAS

TESIS

Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, 21 Agustus 2014

(5)

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di

bawah ini:

Nama : Antoni

NIM : 117038029

Program Studi : S2 Teknik Informatika

Jenis Karya Ilmiah : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive

Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul:

DA N LEVENSTEIN CODE

Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,

memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat, dan mempublikasikan tesis

saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Antoni

(6)

Telah diuji pada

Tanggal: 28 Agustus 2014

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Muhammad Zarlis

Anggota : 1. Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT

2. Prof. Dr. Herman Mawengkang

3. Prof. Dr. Tulus

(7)

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama Lengkap (berikut gelar) : Antoni, S.Kom

Tempat dan Tanggal Lahir : Panipahan, 4 Mei 1984

Alamat Rumah : Jl. P. Inpres Gg. Merpati No. 6 Lk. 7,

Simpang Kantor

Kec. Medan Labuhan

Telepon/Faks/HP : 085275710222

E-mail : antoni.sun@hotmail.com

Instansi Tempat Bekerja : SMP Dr. Wahidin Sudirohusodo

Alamat Kantor : Jl. K.L. Yos Sudarso Km. 16,5

Pajak Rambe Kel. Martubung

Kec. Medan Labuhan

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Dr. Wahidin Sudirohusodo TAMAT: 1998

SLTP : SLTP Dr. Wahidin Sudirohusodo TAMAT: 2001

SMA : SMU Dr. Wahidin Sudirohusodo TAMAT: 2004

S1 : Teknik Informasi STMIK TIME TAMAT: 2008

(8)

UCAPAN TERIMA KASIH

Pertama-tama penulis memanjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas

segala limpahan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis

ini dengan baik dan dalam keadaan sehat sentosa.

Tesis ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh ijazah Magister

Teknik Informatika pada Program Studi S2 Teknik Informatika, Fakultas Ilmu

Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara (Fasilkom TI USU).

Dalam kesempatan ini, penulis hendak memberikan penghargaan dan

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, D.T.M.&H., M.Sc. (C.T.M.), Sp.A.(K.)

selaku Rektor Universitas Sumatera Utara, atas kesempatan yang diberikan

kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Pasca Sarjana.

2. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan

Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara, sekaligus Ketua Program

Studi S2 Teknik Informatika dan selaku pembimbing utama yang telah

memberikan arahan kepada penulis hingga selesainya tesis ini.

3. Ibu Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT, selaku pembimbing kedua yang telah

meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran, serta kesabaran dalam menuntun dan

mengarahkan penulis menjadi seorang peneliti sejati.

4. Bapak Prof. Dr. Herman Mawengkang, selaku penguji tesis yang senantiasa

memberikan masukan dan arahan yang berarti kepada penulis dalam

mengerjakan tesis ini agar dapat lebih baik lagi.

5. Bapak Prof. Dr. Tulus, selaku penguji tesis yang benar-benar memberikan

masukan, arahan dan motivasi yang luar biasa kepada penulis dalam penelitian

ini agar menjadi lebih baik lagi.

6. Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT selaku penguji tesis yang telah

memberikan arahan dan masukan yang berarti kepada penulis..

7. Bapak M. Andri Budiman, ST, M.Comp.Sc, MEM, selaku Sekretaris Program

Studi S2 Teknik Informatika yang telah meluangkan waktu serta memberikan

(9)

8. Seluruh dosen Program Studi S2 Teknik Informatika, Fasilkom TI USU yang

telah memberikan bekal pengetahuan kepada penulis.

9. Ibu P.W. Wijaya, M.Pd, selaku Pimpinan di Instansi tempat penulis mengabdi

yang telah memberikan izin studi, membagi pengalaman beliau di bidang

pendidikan, dan juga memberikan dukungan yang begitu luar biasa kepada

penulis.

10. Ibu Madjakani Widjaja, yang senantiasa menjadi inspirator dan motivator bagi

penulis serta memberikan doa dan dorongan kepada penulis sehingga tesis ini

dapat terselesaikan dengan baik.

11. Kedua orang tuaku, saudara, dan istri tercinta, Suwarni, S. Kom yang telah

memberikan kasih sayang, perhatian dan dengan penuh ketulusan mendoakan

penulis agar selalu diberikan kekuatan lahir dan batin dalam menyelesaikan

studi ini. Serta yang tak ketinggalan anakku, Crystallya yang menjadi sumber

kekuatan bagi penulis untuk bisa menyelesaikan tesis ini dengan baik.

12. Perg. Dr. Wahidin Sudirohusodo, Medan Labuhan, tempat penulis mengabdikan

diri sebagai Guru Bidang Studi Teknologi Informasi dan Komunikasi (TIK).

13. Rekan mahasiswa Program Studi S2 Teknik Informatika, Fasilkom TI USU

Angkatan 2011 atas kerja sama dan kekompakan selama studi dan penelitian.

14. Seluruh staf/pegawai dan sivitas akademika Program Studi S2 Teknik

Informatika, Fasilkom TI USU atas kerja sama-nya selama studi dan penelitian.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih adanya kekurangan dalam

penyajian tesis ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan dan saran yang

bersifat membangun demi penyempurnaan tesis ini di masa mendatang. Akhir kata,

penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat bagi para pembaca yang memiliki minat di

bidang ilmu komputer dan teknologi informasi.

Antoni

(10)

ABSTRAK

Kompresi data merupakan suatu proses untuk mengubah sebuah input data stream (data asli) ke dalam aliran data yang lain yag berupa output atau stream lainnya (yang sudah terkompresi) yang memiliki ukuran yang lebih kecil. Salah satu fungsi utama kompresi data adalah memperkecil ukuran file dengan cara menggantikan karakter yang umumnya berukuran 8 bit dengan kode yang lebih pendek. Pada kompresi data, terdapat banyak algoritma yang dapat digunakan untuk mengolah input menjadi

output yang diinginkan, sehingga harus diperhatikan aspek seperti rasio kompresi,

space saving dan kecepatan kompresi dari masing-masing algoritma tersebut. Tujuan

penelitian ini adalah untuk menganalisis dan membandingkan rasio kompresi, space

saving dan kecepatan kompresi algoritma Elias Gamma Code, Elias Delta Code dan

Levenstein Code. Data yang digunakan adalah 5 buah dokumen dengan jumlah

karakter yang berbeda-beda. Algoritma Elias Gamma Code digunakan untuk mengkodekan bilangan bulat positip, sementara Elias Delta Code merupakan kelanjutan dari Elias Gamma Code namun lebih kompleks. Sedangkan Levenstein Code digunakan jika nilai terbesar yang akan dikodekan tidak diketahui sebelumnya, atau untuk kompres data yang nilai kecil jauh lebih sering daripada nilai besar. Hasil perbandingan rata-rata rasio kompresi menunjukkan Elias Gamma Code sebesar 63.36%, Elias Delta Code sebesar 68.83% dan Levenstein Code sebesar 72.12%. Hasil perbandingan rata-rata space saving menunjukkan Elias Gamma Code sebesar 36.64%, Elias Delta Code sebesar 31.17% dan Levenstein Code sebesar 27.88%. Sementara untuk kecepatan kompresi Elias Gamma Code merupakan yang paling cepat, diikuti dengan Elias Delta Code lalu Levenstein Code.

(11)

RESULTS ANALYSIS OF TEXT DATA COMPRESSION ON ELIAS GAMMA CODE, ELIAS DELTA CODE

AND LEVENSTEIN CODE

ABSTRACT

Data compression is the process of converting an input data stream (the source or the original raw data) into another data stream (the output, the bitstream, compressed stream) that has a smaller size. One of the main function of data compression is to reduce the file size by replacing characters that generally has 8 bits with shorter code. In the data compression, there is a lot of algorithms that can be used to process the input into desired output, thus it is very important to observe the compression ratio, space saving and compression speed of each of these algorithms. The purpose of this research is to analyze and compare the compression ratio, space saving and compressin speed of Elias Gamma Code, Elias Delta Code and Levenstein Code. The data used are 5 documents with a number of different characters. Elias Gamma Code for positive integers n is simple to encode dan decode and is also universal. Elias Delta Code is also for positive integers n but more complex from Elias Gamma Code. While Levenstein Code is used in applications where the largest encoded valus is not known ahead of time, or to compress data in which small values are much more frequent than large values. The result of the average compression ratio showed that Elias Gamma Code got 63.36%, Elias Delta Code got 68.83% and Levenstein Code got 72.12%. The result of the average space saving showed that Elias Gamma Code got 36.64%, Elias Delta Code got 31.17% and Levenstein Code got 27.88%. While for the compression speed showed that Elias Gamma Code is the fastest followed by Elias Delta Code then Levenstein Code.

(12)

DAFTAR ISI

: 2.3. Algoritma Elias Gamma Code 11

(13)

: 2.4. Algoritma Elias Delta Code 14

: 2.5. Algoritma Levenstein Code 17

: 2.6. Riset Terkait 20

: 2.7. Perbedaan dengan Riset yang Lain 22

: 2.8. Kontribusi Riset 22

: 4.1. Hasil Kompresi Algoritma Elias Gamma Code 55

: 4.2. Hasil Kompresi Algoritma Elias Delta Code 63

: 4.3. Hasil Kompresi Algoritma Levenstein Code 71

: 4.4. Analisis Perbandingan Hasil Kompresi 79

4.4.1. Perbandingan Rasio Kompresi dan Space Saving

4.4.1. Algoritma Elias Gamma Code, Elias Delta Code dan

4.4.1. Levenstein Code 79

4.4.2. Grafik Perbandingan Rasio Kompresi dan Space Saving

4.4.3. Perbandingan Waktu Kompresi Dan Waktu Dekompresi

(14)

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN

: 5.1. Kesimpulan 87

: 5.2. Saran 88

DAFTAR PUSTAKA 89

LAMPIRAN 90

(15)

DAFTAR TABEL

Nomor Keterangan Halaman

2.1. 18 Kode Elias Gamma 12

2.2. Pemetaan Data Teks Dengan Kode Elias Gamma 13

2.3. 18 Kode Elias Delta 15

2.4. Pemetaan Data Teks Dengan Kode Elias Delta 17

2.5. 18 Kode Levenstein 18

2.6. Pemetaan Data Teks Dengan Kode Levenstein 19

2.7. Riset Terkait 21

3.1. Data Yang Digunakan 24

3.2. Hasil Pengurutan Karakter Set Kompresi Kode Elias Gamma 27 3.3. Penggantian Karakter Dengan Kode Elias Gamma 28 3.4. Hasil Pengurutan Karakter Set Kompresi Kode Elias Delta 36 3.5. Penggantian Karakter Dengan Kode Elias Delta 37 3.6. Hasil Pengurutan Karakter Set Kompresi Kode Levenstein 45 3.7. Penggantian Karakter Dengan Kode Levenstein 46

4.1. Hasil Kompresi Dengan Kode Elias Gamma 63

4.2. Hasil Kompresi Dengan Kode Elias Delta 71

4.3. Hasil Kompresi Dengan Kode Levenstein 79

4.4. Perbandingan Hasil Kompresi Elias Gamma Code, Elias

Delta Code dan Levenstein Code pada Dokumen U10k.txt 79 4.5. Perbandingan Hasil Kompresi Elias Gamma Code, Elias

Delta Code dan Levenstein Code pada Dokumen U60k.txt 81 4.9. Hasil Kompresi Elias Gamma Code, Elias Delta Code dan

Levenstein Code 82

4.10. Rata-Rata Rasio Kompresi dan Space Saving Elias Gamma

Code, Elias Delta Code dan Levenstein Code 82 4.11. Waktu Kompresi/Dekompresi Algoritma Elias Gamma

(16)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Keterangan Halaman

2.1. Skema Lossy Compression 8

2.2. Skema Lossless Compression 9

3.1. Diagram Kompresi Algoritma Elias Gamma Code 25 3.2. String Bit Kode Elias Gamma Pada dokumen.txt 28

3.3. Pemeriksaan Panjang String Bit 29

3.4. Hasil Penambahan Pada String Bit 29

3.5. Hasil Generate String Bit Kode Elias Gamma ke ASCII 30 3.6. Diagram Dekompresi Algoritma Elias Gamma Code 31

3.7. Hasil Generate ASCII ke Binary 32

3.8. Pengembalian Binary ke String Bit Semula 32

3.9. Hasil Dekompresi Kode Elias Gamma 33

3.10. Diagram Kompresi Algoritma Elias Delta Code 34 3.11. String Bit Kode Elias Delta Pada dokumen.txt 37

3.14. Hasil Generate String Bit Kode Elias Delta ke ASCII 39 3.15. Diagram Dekompresi Algoritma Elias Delta Code 40

3.18. Hasil Dekompresi Kode Elias Delta 42

3.19. Diagram Kompresi Algoritma Elias Levenstein Code 43 3.20. String Bit Kode Levenstein Pada dokumen.txt 46

3.23. Hasil Generate String Bit Kode Levenstein ke ASCII 48 3.24. Diagram Dekompresi Algoritma Levenstein Code 49

3.27. Hasil Dekompresi Kode Levenstein 51

4.1. Proses Kompresi Dokumen U10k.txt Dengan Kode Elias

Gamma 55

4.2. Waktu Dekompresi Kode Elias Gamma Pada Dokumen

U10k.txt 56

Gamma 57

U20k.txt 58

Gamma 58

U30k.txt 59

(17)

Gamma 60

U45k.txt 61

Gamma 61

U60k.txt 62

4.11. Proses Kompresi Dokumen U10k.txt Dengan Kode Elias Delta 63 4.12. Waktu Dekompresi Kode Elias Delta Pada Dokumen U10k.txt 64 4.13. Proses Kompresi Dokumen U20k.txt Dengan Kode Elias Delta 65 4.14. Waktu Dekompresi Kode Elias Delta Pada Dokumen U20k.txt 66 4.15. Proses Kompresi Dokumen U30k.txt Dengan Kode Elias Delta 66 4.16. Waktu Dekompresi Kode Elias Delta Pada Dokumen U30k.txt 67 4.17. Proses Kompresi Dokumen U45k.txt Dengan Kode Elias Delta 68 4.18. Waktu Dekompresi Kode Elias Delta Pada Dokumen U45k.txt 69 4.19. Proses Kompresi Dokumen U60k.txt Dengan Kode Elias Delta 69 4.20. Waktu Dekompresi Kode Elias Delta Pada Dokumen U60k.txt 70 4.21. Proses Kompresi Dokumen U10k.txt Dengan Kode Levenstein 71 4.22. Waktu Dekompresi Kode Levenstein Pada Dokumen U10k.txt 72 4.23. Proses Kompresi Dokumen U20k.txt Dengan Kode Levenstein 73 4.24. Waktu Dekompresi Kode Levenstein Pada Dokumen U20k.txt 74 4.25. Proses Kompresi Dokumen U30k.txt Dengan Kode Levenstein 74 4.26. Waktu Dekompresi Kode Levenstein Pada Dokumen U30k.txt 75 4.27. Proses Kompresi Dokumen U45k.txt Dengan Kode Levenstein 76 4.28. Waktu Dekompresi Kode Levenstein Pada Dokumen U45k.txt 77 4.29. Proses Kompresi Dokumen U60k.txt Dengan Kode Levenstein 77 4.30. Waktu Dekompresi Kode Levenstein Pada Dokumen U60k.txt 78 4.31. Grafik Perbandingan Rasio Kompresi Elias Gamma Code, Elias

Delta Code dan Levenstein Code 83

4.32. Grafik Perbandingan Space Saving Elias Gamma Code, Elias

Delta Code dan Levenstein Code 84

4.33. Grafik Rata-Rata Nilai Ratio Kompresi dan Space Saving Elias