Ahmad Fitriansah¹, -². ¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

(1)

ANALISIS PERBANDINGAN KINERJA ALGORITMA KOMPRESI LZW, HUFFMAN DAN DEFLATE PADA BERBAGAI JENIS FILE PERFORMANCE COMPARISON ANALYSIS OF LZW, HUFFMAN AND DEFLATE COMPRESSION ALGORITHMS

ON VARIOUS FILES

Ahmad Fitriansah¹, -²

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

Abstrak

Seiring dengan semakin berkembangnya bentuk data yang diolah melalui perangkat komputer, maka semakin besar pula ukuran dari data yang diolah tersebut. Data yang berukuran besar akan sangat menyita ruang penyimpanan yang dimiliki, serta akan sangat memakan waktu jika

dipertukarkan dengan pengguna lainnya dalam jaringan komputer.Untuk itu perlu dilakukan pemampatan data atau kompresi data untuk bisa meminimalkan ukuran dari data yang akan digunakan.

Pada Tugas Akhir ini dilakukan pengujian dan perbandingan kinerja tiga algoritma kompresi yaitu algoritma Huffman, algoritma LZW (Lempel-Ziv-Welch) dan algoritma Deflate. Ketiga algoritma tersebut diimplementasikan ke dalam dua perangkat lunak yang pertama adalah program pengkompresi data dan yang kedua program penampil citra dari server ke klien dan diujikan terhadap beberapa golongan kasus uji, lalu kinerjanya diukur berdasarkan kecepatan kompresi, kecepatan dekompresi serta rasio ukuran file hasil kompresi dengan file sebelum kompresi.

Dari hasil pengujian, Algoritma Deflate menghasilkan rasio kompresi yang paling bagus yaitu dengan rata-rata rasio kompresi 401,2%, diikuti oleh algoritma LZW yaitu dengan rata-rata rasio 240,2% dan terakhir algoritma Huffman dengan rata-rata rasio kompresi 146,9%. Sedangkan dilihat dari segi kecepatan kompresi data, algoritma Huffman menghasilkan kecepatan rata-rata yang paling tingi yaitu dengan rata-rata kecepatan kompresi 6.560,3 Kbyte/s, diikuti oleh algoritma Deflate dengan 1.833,7 Kbyte/s dan algoritma LZW 483,6 Kbyte/s. Sedangkan untuk kecepatan dekompresi data algoritma Deflate menghasilkan kecepatan rata-rata 17.653,5 Kbyte/s kemudian algoritma Huffman 7.790,8 Kbyte/s dan algoritma LZW 622,4 Kbyte/s.

Kata Kunci :

Abstract

As the data format that processed within computer has been growth, the bigger data size is concerned. Large size data require more space in storage, and it will take too much time when it transferred with other users in computer’s network. In spite of this, it is need to compress the data so it will minimize the size of data that used.

In This final duty, will be tested and compared three compression algorithms, those are Huffman Algorithm, LZW Algorithm, and Deflate Algorithm. All of those algorithm will be implemented into two software first is compression software and the second is image viewer from server to client software, both will be tested into several group test, performances that measured are compression speed, decompression speed and compression ratio.

The implementation result shows, Deflate produce the best average compression ratio with 401,2%, followed by LZW with 240,2% and Huffman with 146,9%. Base on compression speed, Huffman gain the top position with average compression speed 6.560,3 Kbyte/s, followed by Deflate with 1.833,7 Kbyte/s and LZW with 483,6%. Meanwhile, base on decompression speed, Deflate produce average decompression speed up to 17.653,5 Kbyte/s, followed by Huffman with 7.790,8 Kbyte/s and LZW with 622,4 Kbyte/s.

Keywords :

(2)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Seiring dengan perkembangan waktu dan teknologi, maka teknologi informasi juga mengalami perkembangan yang cukup signifikan. Pertukaran data dan informasi pun semakin bertambah. Data yang dahulu hanya bisa diolah dengan perangkat lunak yang terbatas kini bukan lagi menjadi masalah.

Pemrosesan data bisa dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak apa saja sesuai dengan kebutuhan.

Seiring dengan berkembangnya interaksi pertukaran data itu, semakin besar pula ukuran dari data yang diproses dan dipertukarkan. Data tersebut tidak hanya berupa teks, bisa saja berupa gambar, suara, atau bahkan video yang membutuhkan ukuran data yang besar dan menyita ruang penyimpanan yang dimiliki.

Masalah yang lebih besar muncul ketika data seperti video yang harus dikirimkan secara streaming di dalam suatu jaringan yang besar seperti WAN (Wide Area Network) akan sangat memakan bandwith. Dampak yang lebih besar dari itu adalah munculnya bandwith bottleneck yang tidak diinginkan. Contoh lain adalah dalam kasus penggunaan kuota bandwith di internet, semakin besar data yang diolah di dalam suatu server, maka semakin besar pula kuota bandwith yang dibutuhkan.

Untuk mengatasi berbagai hal tersebut diperlukan sebuah pemampat data yang bekerja berdasarkan pada algoritma tertentu. Beberapa algoritma yang digunakan untuk memampatkan data antara lain algoritma LZ77, LZW, Huffman, Deflate, Burrows-Wheeler Transform, Dynamic Markov Compression dan sebagainya.

Ada beberapa faktor yang sering menjadi pertimbangan dalam memilih

suatu algoritma pemampat data yang tepat, yaitu kecepatan kompresi, kecepatan

dalam mendekompresi, ukuran file hasil kompresi, dan kompleksitas algoritma.

(3)

Dalam tugas akhir ini dilakukan percobaan terhadap tiga algoritma yaitu algoritma LZW, algoritma Huffman dan algoritma Deflate, yang masing-masing mempunyai metode dan karakteristik tersendiri dalam pemampatan data. Ketiga metode ini diujicobakan pada berbagai tipe file dan ukuran file yang berbeda, lalu dilakukan analisis statistik untuk membandingkan kinerja setiap metode.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Kompresi data dilakukan dengan tujuan antara lain untuk mengatasi permasalahan dalam kebutuhan ruang dalam media penyimpanan, untuk mempercepat proses transfer data antara satu terminal dengan terminal lainnya serta untuk menghemat biaya transfer data.

Algoritma kompresi Huffman, LZW dan Deflate merupakan jenis-jenis kompresi data yang ada saat ini dan mempunyai karakteristik yang berbeda-beda antara satu dan lainnya.

Untuk dapat membuktikan kinerja dari masing-masing algoritma, maka perlu dilakukan pengimplementasian dan pengujian terhadap masing-masing algoritma. Masing-masing algoritma diimplementasikan ke dalam program dan kemudian diujikan mengkompresi berbagai jenis file, dari pengujian ini dapat disimpulkan algoritma mana yang paling sesuai untuk jenis file tertentu.

1.3 PEMBATASAN MASALAH

Dalam tugas akhir ini diberikan beberapa batasan masalah sebagai berikut:

1. Bahasa Pemrograman yang digunakan untuk implementasi ketiga algoritma adalah Borland Delphi 6.

2. Algoritma diimplementasikan dalam dua program, yang pertama yaitu program pengkompresi file dan yang kedua adalah program penampil gambar dari server ke klien.

3. Pengujian dilakukan terhadap beberapa jenis file yang berbeda seperti: File aplikasi, file pdf, file image, file database, file source code, file multimedia, file teks dan file Calgary Corpus.

Untuk pengujian tahap kedua digunakan file image bitmap.

(4)

• Kecepatan pemampatan data.

Kecepatan kompresi dari sebuah algoritma ditentukan dari ukuran file input dibagi dengan waktu yang dibutuhkan.

• Rasio pemampatan data.

Rasio didapatkan dari perbandingan file ukuran file asli dengan ukuran file hasil kompresi.

• Kecepatan dekompresi data.

• Untuk program penampil citra dilakukan pengukuran waktu kompresi, waktu pengiriman stream gambar serta waktu dekompresi.

5. Untuk program pengkompresi data, kompresi data hanya dilakukan terhadap satu file dalam satu waktu, tidak diimplementasikan kompresi data lebih dari satu file pada waktu yang bersamaan, hal ini dilakukan untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.

1.4 TUJUAN PENULISAN

• Menganalisa dan membandingkan kinerja dari masing-masing algoritma yang tentunya disesuaikan dengan jenis file yang dimampatkan.

• Menentukan dari ketiga Algoritma, mana yang lebih sesuai untuk suatu jenis file tertentu, dalam hal rasio, kecepatan kompresi dan kecepatan dekompresi.

1.5 METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang digunakan untuk memecahkan permasalahan dalam Tugas Akhir ini terdiri dari 3 tahap, yaitu:

1. Tahap Studi Literatur

Pada tahap ini dilakukan pendalaman pemahaman tentang konsep dan teori:

• Algoritma LZW, Algoritma Huffman dan Algoritma Deflate.

• Algoritma lainnya sebagai pembanding.

• Penguasaan dan pendalaman terhadap perangkat lunak yang digunakan yaitu Delphi.

2. Tahap Implementasi dan Pengujian Aplikasi

(5)

Pada tahap ini dilakukan implementasi aplikasi pemampatan data dengan algoritma yang telah ditentukan, dan kemudian dilakukan beberapa pengujian dengan beberapa jenis file terhadap aplikasi tersebut.

Setelah aplikasi tersebut berhasil diimplementasikan maka perlu diadakan pengujian terhadap aplikasi tersebut.

3. Tahap Analisa

Dalam tahap ini dilakukan analisa terhadap hasil yang sudah didapat pada tahap Implementasi. Kemudian membandingkannya antara data yang diperoleh pada sebelum implementasi pemampatan data dengan data sebelum dimampatkan.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

BAB I Pendahuluan

Bagian ini memberikan penjelasan mengenai Latar Belakang,Perumusan Masalah, Pembatasan Masalah, Tujuan, Metode Penelitian serta Sistematika penulisan.

BAB II Landasan Teori

Bab ini menjelaskan tentang konsep Algoritma LZW, AlgoritmaHuffman dan Algoritma Deflate.

BAB III Desain dan Analisa Kebutuhan Sistem

Bab ini menggambarkan dan menjelaskan tentang implementasi aplikasi pemampat data , kebutuhan sistem, serta perancangan pengujian dan pengambilan data.

BAB IV Analisa Hasil Implementasi

Pada Bab ini dikemukakan analisa dari data-data yang diperoleh

dari pemampatan data dan membandingkannya dengan data

(6)

BAB V Penutup

Bab ini berisi Kesimpulan dan Saran

(7)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasar hasil analisa yang telah dilakukan terhadap data yang didapat, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Secara rata-rata algoritma Deflate menghasilkan rasio kompresi yang paling bagus (401.2% ± 316.9), diikuti oleh algoritma LZW (240.2% ± 172.6) dan terakhir algoritma Huffman (146.9% ± 54.6).

2. Algoritma Huffman mampu melakukan kompresi dengan kecepatan rata-rata paling tinggi 6560.3 Kbyte/s, diikuti oleh algoritma Deflate 1833.7 Kbyte/s dan terakhir algoritma LZW 483.6 Kbyte/s.

3. Untuk kecepatan dekompresi rata-rata algoritma Deflate adalah yang terbaik dengan 17653.5 Kbyte/s, diikuti oleh algoritma Huffman 7790.8 Kbyte/s, dan terakhir algoritma LZW 622.4 Kbyte/s.

4. Dengan pertimbangan rasio kompresi, Algoritma Deflate sesuai digunakan untuk semua jenis file, sedangkan algoritma LZW bagus untuk file teks, file source code, file image dan file database. Algoritma Huffman cocok untuk mengkompresi file exe, pdf dan video.

5. Pada kasus file image dengan ekstensi .bmp, Algoritma LZW mampu manghasilkan rasio kompresi yamg lebih bagus dibandingkan algoritma Deflate.

6. Pada program penampil citra, sistem tanpa kompresi mampu menghasilkan

waktu total rata-rata yang jauh lebih singkat dari waktu total sistem dengan

kompresi. Namun untuk waktu layanan yaitu waktu untuk mengirim stream

data dari server ke klien, pada sistem tanpa kompresi dibutuhkan waktu yang

lebih lama dibandingkan dengan sistem menggunakan kompresi.

(8)

5.2 Saran

Pada tugas akhir ini belum dilakukan percobaan pada perangkat mobile seperti Handphone atau PDA. Untuk pengembangan selanjutnya dapat dilakukan percobaan kompresi pada fasilitas yang sudah ada pada seluler phone misal:MMS (Multimedia Message System).

Dapat juga diimplementasikan pada mekanisme kompresi data pada WAP

mobile dengan menggunakan salah satu dari ketiga algoritma tersebut.

(9)