ALGORITMA ANT COLONY SYSTEM DALAM PENJADWALAN
KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR DI SEKOLAH DASAR
SKRIPSI
YELLY ARVIANI
061401068
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER & TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
ALGORITMA ANT COLONY SYSTEM DALAM PENJADWALAN KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR DI SEKOLAH DASAR
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Komputer
YELLY ARVIANI 061401068
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER & TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2013
PERSETUJUAN
Judul : ALGORITMA ANT COLONY SYSTEM DALAM PENJADWALAN KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR DI SEKOLAH DASAR
Kategori : SKRIPSI
Nama : YELLY ARVIANI Nomor Induk Mahasiswa : 061401068
Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
Diluluskan di
Medan, 21 Agustus 2013 Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Drs. Sawaluddin, MIT Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc NIP. 195912311998021001 NIP. 197401272002122001
Diketahui / Disetujui oleh
Departemen Ilmu Komputer FASILKOMTI USU Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 196203171991021001
PERNYATAAN
ALGORITMA ANT COLONY SYSTEM DALAM PENJADWALAN KEGIATAN BELAJAR MENGAJAR DI SEKOLAH DASAR
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2013
YELLY ARVIANI 061401068
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyususan skripsi ini. Shalawat dan salam penulis sampaikan kepada Rasulullah SAW berserta keluarganya, sahabatnya, dan orang-orang yang tetap setia mengikuti sunnahnya.
Skripsi ini berjudul “Algoritma Ant Colony System dalam Penjadwalan Kegiatan Belajar Mengajar di Sekolah Dasar” disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer Program Studi S1 Ilmu Komputer Departemen Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari banyak hambatan dalam penyelesaian skripsi ini namun senantiasa mendapatkan dukungan, saran, dan nasehat dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang terkait, yakni:
1. Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, D.T.M.&H, M.Sc. (C.T.M), Sp.A.(K.).
2. Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi USU, Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Kom.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom. sebagai Ketua Departemen Ilmu Komputer dan juga selaku dosen penguji I yang telah memberikan masukan kepada penulis.
4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc sebagai sekretaris Departemen Ilmu Komputer dan selaku pembimbing I, yang telah meluangkan waktunya dalam memberikan masukan-masukan kepada penulis.
5. Bapak Drs. Sawaluddin, MIT selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktunya dalam memberikan masukan-masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak M. Andri B, ST, MCompSc, MEM selaku penguji II yang telah memberikan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
7. Bapak dan Ibu staf pengajar Departemen Ilmu Komputer USU, yang telah memberikan bimbingan dan pengajaran selama perkuliahan.
8. Ibunda Eni Rostati tercinta yang telah memberikan kasih sayang, pengorbanan, doa dan kesabaran yang luar biasa dalam membimbing dan memberikan dukungan sehingga penulis dapat merampungkan penyelesaian skripsi ini. Dukungan dari M. Ichsan (abang), Amel (adik), serta seluruh keluarga besar yang telah memberikan motivasi kepada penulis.
9. Sahabat Ayudia Rifki, Chili Harahap dan Ruby yang senantiasa mengingatkan penulis. Teman seperjuangan angkatan 2006 yang telah banyak berbagi ilmu, saran, dukungan, dan kenangan selama proses perkuliahan spesial Esti Utami, Indah Wike dan Desfa teman seperjuangan disaat akhir.
10.Semua pihak yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu selama ini baik secara moril maupun materil. Semoga Allah SWT memberikan limpahan karunia atas kebaikan dan dukungan mereka sehingga Penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Akhir kata Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun agar kelak dapat lebih menjadi lebih baik. Penulis juga mengharapkan semoga laporan ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan kepada pembaca.
Medan, Agustus 2013
ABSTRAK
Penyusunan jadwal mata pelajaran adalah masalah yang ditemukan pada setiap awal tahun ajaran baru oleh setiap sekolah. Penjadwalan merupakan salah satu hal yang penting dalam proses pembelajaran pada setiap sekolah. Pada proses penjadwalan banyak batasan yang terlibat untuk menghasilkan jadwal yang sesuai untuk sekolah dan guru. Komponen dasar yang terdiri dari guru, mata pelajaran, ruangan dan waktu harus dapat dijadwalkan dengan efektif dan bebas dari bentrok. Penelitian ini menggunakan data Sekolah Dasar Sultan Agung Pematangsiantar tahun ajaran 2010/2011. Selama ini penyusunan jadwal mata pelajaran dilakukan secara manual sehingga membutuhkan waktu yang lama. Tugas akhir ini membahas penggunaan algoritma Ant Colony System dalam menyelesaikan penjadwalan mata pelajaran secara otomotis. Algoritma Ant Colony System merupakan salah satu variasi dari Ant Colony Optimization (ACO). Algoritma ini adalah salah satu jenis algoritma meta-heuristic yang telah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan kombinatorial. Algoritma ini meniru tingkah laku semut ketika mereka berada dalam koloni untuk mencari sebuah sumber makanan. Program ditulis dengan menggunakan Visual Basic 6.0, Database Management System Microsoft SQL Server 2000 dan Crystal Report. Dari hasil pengujian diperoleh hasil jadwal mata pelajaran bebas konflik.
ANT COLONY SYSTEM ALGORITHM IN SCHEDULING OF TEACHING ACTIVITIES IN PRIMARY SCHOOL
ABSTRACT
Arranging of the lesson schedule are problems found at the beginning of each school year by each school. Schedulling is one of the important activity in teaching process at each school. Many restrictions on the scheduling process involved in producing the appropriate schedule for schools and teachers. Basic components consisting of teachers, lesson, space and time must be scheduled with the effective and free from clashing. This research used data from Primary School Sultan Agung Pematangsiantar academic year 2010/2011. During this lesson scheduling is done manually so it takes a long time. This paper is talking about the using Ant Colony System(ACS) algorithm to solve the automatic scheduling of lessons. Ant Colony System algorithm is one of the variations Ant Colony Optimization (ACO). This algorithm is a kind of meta-heuristic algorithm that has been used can solve combinatorial problems. This algorithm adapt from ant behavioural when they are in their colony in order looking for a food source. This Program written in Visual Basic 6.0, Database Management System Microsoft SQL Server 2000 and Crystal Report. Results obtained from the test results free lesson schedule conflict.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak vi Abstract vii
Daftar Isi viii
Daftar Tabel xi
Daftar Gambar xii
Bab 1 Pendahuluan 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Metodologi Penelitian 3 1.7 Sistematika Penulisan 4
Bab 2 Landasan Teori 6
2.1 Penjadwalan 6
2.1.1 Definisi Penjadwalan Kegiatan Belajar Mengajar 6 2.1.2 Batasan-Batasan dalam Masalah Penjadwalan 7 2.1.3 Penyelesaian Penjadwalan 8 2.2. Ant Colony Optimization (ACO) 10
2.2.1 Konsep Dasar Ant Colony Optimization (ACO) 10 2.2.2 Varian Algoritma ACO 13 2.2.3 Ant Colony System (ACS) 14
Bab 3 Analisis dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis Penjadwalan Kegiatan Belajar Mengajar di Sekolah Dasar 19 3.2 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Penjadwalan Kegiatan Belajar
Mengajar di Sekolah Dasar 20
3.2.1 Guru 20
3.2.2 Ruangan 21
3.2.3 Mata Pelajaran 21
3.2.4 Waktu 22
3.3 Analisis Proses Penjadwalan 24 3.3.1 Batasan – batasan (constraints) dalam Penjadwalan 24 3.3.2 Perancangan Flow Chart Sistem 26 3.3.3 Penerapan Algoritma Ant Colony System dalam Penjadwalan 27 3.3.3.1 Karakteristik Algoritma Ant Colony System 27 3.3.3.2 Paramater Algoritma Ant Colony System 29
3.3.3.2 Paramater Algoritma Ant Colony System 29 3.3.3.3 Pembentukan Solusi 29 3.3.3.4 Flow chart Penjadwalan Ant Colony System(ACS) 30 3.4 Spesifikasi Keperluan Sistem 32
3.4.1 Fungsi Sistem 32
3.4.2 Masukan Sistem 33
3.4.3 Keluaran Sistem 33
3.5 Perancangan Sistem Penjadwalan Kegiatan Belajar Mengajar 33 3.5.1 Perancangan DFD (Data Flow Diagram) 33 3.5.1.1 Diagram Konteks (DFD Level 0) 33 3.5.1.2 DFD (Data Flow Diagram) Level 1 34
3.5.2 Basis Data 37 3.5.2.1 Tabel Guru 37 3.5.2.2 Tabel Kelas 37 3.5.2.3 Tabel Jam 38 3.5.2.4 Tabel Hari 38 3.5.2.5 Tabel Pelajaran 38 3.5.2.6 Tabel Ampu 39 3.5.2.7 Tabel DAmpu 39 3.5.2.8 Tabel User 39
3.5.2.9 Tabel Ketersedian Hari 40 3.5.2.10 Tabel Jumlah Pertemuan 40 3.5.2.11 Tabel Jadwal Guru 40
3.5.3 Relasi Tabel 41
3.5.4 Perancangan Antarmuka 42 3.5.4.1 Perancangan Form Menu Utama 42 3.5.4.2 Perancangan Form Data Hari 42 3.5.4.3 Perancangan Form Data Jam 43 3.5.4.4 Perancangan Form Data Guru 43 3.5.4.5 Perancangan Form Data Ruangan 44 3.5.4.6 Perancangan Form Data Jumlah Jam Pertemuan
per Ruangan 44 3.5.4.7 Perancangan Form Data Mata Pelajaran 45 3.5.4.8 Perancangan FormData Pengampu Mata Pelajaran 45 3.5.4.9 Perancangan Form Data Ketersedian Guru Mengajar 46
3.5.4.10 Perancangan Form Data User 46 3.5.4.11 Perancangan Form Proses Penjadwalan 47 3.5.4.12 Perancangan Menu About 47 Bab 4 Implementasi dan Pengujian Sistem 48
4.1 Implementasi Sistem 48
4.1.1 Lingkungan Implementasi 48 4.1.2 Implementasi Antarmuka Sistem 49
4.1.2.1 Form Utama 49
4.1.2.2 Form LogIn Admin 50 4.1.2.3 Form Data Hari 51 4.1.2.4 Form Data Jam Pelajaran 53
4.1.2.7 Form Data Jumlah Pertemuan per Ruangan 55 4.1.2.8 Form Data Mata Pelajaran 56 4.1.2.9 Form Data Pengampu Mata Pelajaran 57 4.1.2.10 Form Data Ketersediaan Guru 59 4.1.2.11 Form Data User 62
4.1.2.12 Form About 63
4.1.2.13 Form Proses Penjadwalan Otomatis ACS 63
4.2 Pengujian Sistem 64
4.2.1 Data Pengujian 64
4.2.2 Hasil Pengujian Sistem 64
Bab 5 Kesimpulan dan Saran 69
5.1 Kesimpulan 69
5.2 Saran 69
Daftar Pustaka 70
DAFTAR TABEL
Tabel Keterangan Halaman
2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9. 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
Sembilan varian ACO yang diusulkan oleh para ahli Daftar beberapa guru dan mata pelajaran yang diampunya Mata Pelajaran di SD Swasta Sultan Agung
Daftar pembagian waktu kegiatan belajar mengajar dalam 1 minggu untuk setiap kelas
Contoh jadwal kegiatan belajar mengajar Inisialisasi jadwal
Constraint jumlah jam matapelajaran Spesifikasi proses diagram konteks Spesifikasi proses DFD level 1 proses 1 Kamus data pada DFD level 1 proses 1 Spesifikasi proses DFD level 1 proses 2 Kamus data pada DFD level 1 proses 2 Tabel guru Tabel kelas Tabel jam Tabel hari Tabel pelajaran Tabel ampu Tabel DAmpu Tabel user
Tabel ketersedian hari Tabel jumlah pertemuan Tabel jadwal guru
Jadwal guru Wang Siu Cen Jadwal guru Lina
Jadwal guru Eko Suzatmiko Jadwal guru Sherly
Jadwal guru Lan-lan
13 20 22 23 23 31 32 34 35 36 36 36 37 37 38 38 38 39 39 39 40 40 41 65 65 66 67 67
DAFTAR GAMBAR
Gambar Keterangan Halaman
2.1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21
Perjalanan semut menemukan sumber makanan Flow chart sistem
Flow chart penjadwalan ACS Diagram konteks
DFD level 1
Skema relasi antar tabel
Perancangan form menu utama Perancangan form data hari
Perancangan form data jam pelajaran Perancangan form data guru
Perancangan form data ruangan
Perancangan form data jumlah pertemuan per ruangan Perancangan form data mata pelajaran
Perancangan form data pengampu mata pelajaran Perancangan form dataketersediaan guru mengajar Perancangan form data user
Perancangan form proses penjadwalan Perancangan form menu about
Tampilan implementasi antarmuka form utama Tampilan implementaasi antarmuka form login
Tampilan implementasi antarmuka form utama setelah login
Tampilan implementasi antarmuka form data hari Tampilan kotak dialog ketika data belum lengkap Tampilan kotak dialog yakin dihapus
Tampilan implementasi antarmuka form data jam pelajaran Tampilan implementasi antarmuka form data guru Tampilan implementasi antarmuka form data ruangan
Tampilan implementasi antarmuka form data jumlah pertemuan per Ruangan
Tampilan implementasi antarmuka form data mata pelajaran
Tampilan implementasi antarmuka form data pengampu mata pelajaran
Tampilan nama guru yang tersedia dan nama mata pelajaran
Pemberitahuan ketika jumlah les melebihi alokasi waktu Kotak dialog data mata pelajaran ketika akan dihapus Kotak diolog data guru ampu ketika akan dihapus
Tampilan implementasi antarmuka form data ketersediaan guru
Tampilan waktu yang tersedia dalam proses mengajar Tampilan ketika admin setelah selesai memilih data ketersedian guru mengajar untuk setiap guru
Kotak dialog data sudah disimpan Kotak dialog data sudah dihapus
12 26 30 34 35 41 42 42 43 43 44 44 45 45 46 46 47 47 50 50 51 52 52 53 53 54 55 56 56 57 58 58 59 59 60 60 61 61 62
4.22 4.23 4.24
Tampilan implementasi antarmuka form data admin Tampilan implementasi antarmuka form about
Tampilan implementasi proses penjadwalan otomatis ASC
62 63 64
