Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Perancangan Clustering Data Menggunakan Algoritma K-Means Berbasis Heat Map
Perancangan Clustering Data Menggunakan
Algoritma K-Means Berbasis Heat Map
Laporan Penelitian
Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Peneliti:
Sylvia Pretty Tulus (672010122)
Hendry, M.Kom.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Mei 2014
Lembar Persetujuan
i
Lembar Pernyataan
ii
Prakata
“Takut akan TUHAN adalah permulaan pengetahuan,
tetapi orang bodoh menghina hikmat dan didikan (Amsal 1 : 7)”.
Terima kasih buat Tuhan Yesus yang sangat luar biasa baik dan
setia. Pujian dan hormat hanya bagi Yesus yang sudah
memberikan hikmat, kesehatan, kekuatan serta kesabaran
sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul
“Perancangan Clustering Data Menggunakan Algoritma KMeans Berbasis Heatmap” serta dapat menuliskan laporan
penelitian ini dengan baik. Adapun penelitian ini diajukan
sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer
pada program studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi
Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada semua pihak yang sudah ikut membimbing dan membantu
selama proses penelitian ini dilakukan, antara lain :
1.
Bapak Dr. Dharmaputra Taludangga Palekahelu, M.Pd.,
selaku Dekan Fakultas Teknologi Informasi, Universitas
Kristen Satya Wacana.
2.
Bapak Dr. Sri Yulianto J. Prasetyo, S.Si., M.Kom., selaku
Ketua
Program
Studi
Teknik
Infomatika,
Fakultas
Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana.
3.
Bapak Hendry, M.Kom., selaku dosen pembimbing yang
senantiasa sabar untuk membimbing selama penelitian ini
dilakukan sampai tahap penulisan artikel ilmiah dan laporan
iii
penelitian. Terima kasih buat bimbingannya koh. Tuhan
berkati.
4.
Seluruh staf dan pengajar di Fakultas Teknologi Informasi,
Universitas Kristen Satya Wacana.
5.
Papa, Mama, Mercy Vanny Tulus dan Grace Trianita Tulus
yang walaupun jauh namun selalu mendukung dalam doa
serta selalu memberikan motivasi untuk tetap semangat
dalam perkuliahan. Terima kasih papa mama, selalu
perhatian dan selalu memberi semangat, selalu mendukung
apapun yang saya kerjakan untuk menggapai cita-cita,
selalu mengingatkan untuk tidak lupa berdoa dan andalkan
Tuhan. Terima kasih buat doanya papa mama, Tuhan Yesus
berkati papa mama selalu. Terima kasih Vanny dan Grace,
terima kasih karena kalian selalu menjadi alasan saya
untuk tetap kuat saat mulai lelah. Terima kasih, Tuhan
Yesus pasti memberkati kalian dalam pendidikan kalian.
6.
Lelaki luar biasa yang Tuhan Yesus ijinkan hadir dalam
hidup saya, Vebri Naldo Madawara. Terima kasih sudah
menjadi teman, sahabat, kekasih bahkan saudara dan
orang tua saat saya jauh dari keluarga. Terima kasih sudah
selalu mendukung saya, memberikan semangat, terima
kasih sudah banyak sekali membantu ini dan itu selama
perkuliahan, terima kasih buat semuanya, terima kasih.
Tuhan Yesus memberkati hidupmu dengan luar biasa.
iv
7.
Saudara-saudara sepupu yang juga selalu mendukung saya
selama perkuliahan, Maria Voni Rachmawati, Retno
Widyaningrum dan Rio Tulus. Terima kasih buat semua
dukungan dan perhatian yang diberikan. Tuhan Yesus
berkati.
8.
Teman-teman yang juga menjadi saudara dari orang tua
yang berbeda, Arief, Ijal, Sakti, Rio, Ogel, Lidya Desy,
Nita, Kaiya dan Niko. Terima kasih teman-teman semua,
terima kasih sudah memberikan semangat. Tuhan berkati
kalian semua.
9.
Teman-teman konsentrasi Rekayasa Web yang juga temanteman selama Kerja Praktik, Madha, Prima dan Fajar.
Terima kasih buat kerja samanya, terima kasih juga sudah
sering membantu saya. Tuhan berkati.
10.
Teman-teman Persekutuan Doa Refresh Warrior, Ririn,
Irma, Lydia Karunia, kak Jerly, Christa, Silvi Kristiani, Nia,
Un dan teman-teman lainnya yang menjadi pengurus dan
anggota Refresh Warrior. Terima kasih selalu mendoakan
saat PD tiap Selasa, Tuhan Yesus berkati kalian semua.
11.
Teman-teman panitia Natal Fakultas Teknologi Informasi
tahun 2011, panitia Retreat Fakultas Teknologi Informasi
tahun 2012, panitia FTI Day’s tahun 2012, panitia Natal
Fakultas Teknologi Informasi tahun 2012, panitia Natal
Fakultas Teknologi Informasi tahun 2013, teman-teman dan
pelatih Voice of IT dan teman-teman dan pelatih Voice of
v
SWCU. Terima kasih buat kalian semua, terima kasih buat
pengalaman berharga yang sudah kita lewati bersama.
Tuhan Yesus memberkati kalian semua.
12.
Serta semua pihak yang selalu mendukung saya selama
perkuliahan mulai dari awal kuliah di semester 1 tahun
2010 sampai selesai penulisan skripsi dan ujian. Terima
kasih buat semua dukungan, biarlah Tuhan sendiri yang
memberkati kalian semua.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam
penulisan laporan ini, untuk itu kritik dan saran yang bersifat
membangun sangat diharapkan. Terima kasih, Tuhan Yesus
memberkati.
Penulis
Sylvia Pretty Tulus
vi
Daftar Isi
Lembar Persetujuan ........................................................
i
Lembar Pernyataan .........................................................
ii
Prakata .............................................................................
iii
Daftar Isi..........................................................................
vii
Daftar Gambar ................................................................
ix
Daftar Kode Program .....................................................
x
Daftar Tabel ...................................................................
xi
Bab 1 Pendahuluan .........................................................
1
1.1 Latar Belakang ..............................................
1
1.2 Rumusan Masalah .........................................
3
1.3 Tujuan dan Manfaat ......................................
3
1.4 Batasan Masalah ...........................................
3
1.5 Sistematika Penulisan ..................................
4
Bab 2 Tinjauan Pustaka ...................................................
5
2.1 Penelitian Terdahulu ....................................
5
2.2 Clustering .....................................................
7
2.3 Euclidean Distance ......................................
10
2.4 Algoritma K-Means .....................................
11
2.5 Heatmap .......................................................
12
Bab 3 Metode Penelitian ................................................
13
3.1 Metode Penelitian .........................................
13
3.2 Metode Perancangan Sistem ........................
15
3.3 Analisis Kebutuhan Sistem ...........................
17
vii
3.4 Desain Sistem ...............................................
18
3.4.1 Use Case Diagram .............................
18
3.4.2 Activity Diagram ................................
19
3.4.3 Flowchart Program ............................
21
3.5 Perancangan User Interface .........................
22
Bab 4 Hasil dan Pembahasan .........................................
28
4.1 Implementasi Sistem ....................................
28
4.1.1 Proses Normalisasi Data .....................
28
4.1.2 Proses Clustering ................................
30
4.1.3 Proses Konversi Data Ke Data Spasial
36
4.1.4 Proses Menampilkan Data ..................
37
4.2 Pengujian ......................................................
40
4.2.1 Black Box Testing ...............................
40
4.2.2 Pengujian Penelitian ...........................
42
Bab 5 Kesimpulan Dan Saran ........................................
45
5.1 Kesimpulan ..................................................
45
5.2 Pengujian ......................................................
46
Daftar Pustaka ................................................................
47
Lampiran
viii
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Clustering Dalam Ruang Dua Dimensi ......
7
Gambar 2.2 Rumus Euclidean Distance .........................
10
Gambar 3.1 Tahapan Penelitian .....................................
13
Gambar 3.2 Model Waterfall .........................................
15
Gambar 3.3 Rumus Min-Max Normalization ................
18
Gambar 3.4 Use Case Diagram Sistem .........................
19
Gambar 3.5 Activity Diagram Melakukan Clustering ....
20
Gambar 3.6 Flowchart Program .....................................
21
Gambar 3.7 User Interface Beranda ..............................
23
Gambar 3.8 User Interface Clustering ............................
23
Gambar 3.9 User Interface Proses Clustering ...............
24
Gambar 3.10 User Interface Hasil Clustering ................
25
Gambar 3.11 User Interface Lihat Peta .........................
26
Gambar 4.1 Hasil Clustering .........................................
35
Gambar 4.2 Peta Hasil Clustering ..................................
39
Gambar 4.3 Informasi Objek Tiap Titik ........................
40
Gambar 4.4 Hasil Pengujian Penelitian .........................
44
ix
Daftar Kode Program
Kode Program 4.1 Proses Normalisasi Data ..................
29
Kode Program 4.2 Perhitungan Jarak .............................
31
Kode Program 4.3 Pengelompokkan Data .....................
32
Kode Program 4.4 Perhitungan Centroid Baru ..............
34
Kode Program 4.5 Eksekusi Algoritma K-Means ..........
35
Kode Program 4.6 Mengembalikan Data Spasial ..........
36
Kode Program 4.7 Menampilkan Data Dengan Heatmap
38
x
Daftar Tabel
Tabel 4.1 Hasil Black Box Testing .................................
41
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Penelitian .............................
42
xi
Algoritma K-Means Berbasis Heat Map
Laporan Penelitian
Diajukan kepada
Fakultas Teknologi Informasi
untuk Memperoleh Gelar Sarjana Komputer
Peneliti:
Sylvia Pretty Tulus (672010122)
Hendry, M.Kom.
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Mei 2014
Lembar Persetujuan
i
Lembar Pernyataan
ii
Prakata
“Takut akan TUHAN adalah permulaan pengetahuan,
tetapi orang bodoh menghina hikmat dan didikan (Amsal 1 : 7)”.
Terima kasih buat Tuhan Yesus yang sangat luar biasa baik dan
setia. Pujian dan hormat hanya bagi Yesus yang sudah
memberikan hikmat, kesehatan, kekuatan serta kesabaran
sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul
“Perancangan Clustering Data Menggunakan Algoritma KMeans Berbasis Heatmap” serta dapat menuliskan laporan
penelitian ini dengan baik. Adapun penelitian ini diajukan
sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer
pada program studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi
Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih
kepada semua pihak yang sudah ikut membimbing dan membantu
selama proses penelitian ini dilakukan, antara lain :
1.
Bapak Dr. Dharmaputra Taludangga Palekahelu, M.Pd.,
selaku Dekan Fakultas Teknologi Informasi, Universitas
Kristen Satya Wacana.
2.
Bapak Dr. Sri Yulianto J. Prasetyo, S.Si., M.Kom., selaku
Ketua
Program
Studi
Teknik
Infomatika,
Fakultas
Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana.
3.
Bapak Hendry, M.Kom., selaku dosen pembimbing yang
senantiasa sabar untuk membimbing selama penelitian ini
dilakukan sampai tahap penulisan artikel ilmiah dan laporan
iii
penelitian. Terima kasih buat bimbingannya koh. Tuhan
berkati.
4.
Seluruh staf dan pengajar di Fakultas Teknologi Informasi,
Universitas Kristen Satya Wacana.
5.
Papa, Mama, Mercy Vanny Tulus dan Grace Trianita Tulus
yang walaupun jauh namun selalu mendukung dalam doa
serta selalu memberikan motivasi untuk tetap semangat
dalam perkuliahan. Terima kasih papa mama, selalu
perhatian dan selalu memberi semangat, selalu mendukung
apapun yang saya kerjakan untuk menggapai cita-cita,
selalu mengingatkan untuk tidak lupa berdoa dan andalkan
Tuhan. Terima kasih buat doanya papa mama, Tuhan Yesus
berkati papa mama selalu. Terima kasih Vanny dan Grace,
terima kasih karena kalian selalu menjadi alasan saya
untuk tetap kuat saat mulai lelah. Terima kasih, Tuhan
Yesus pasti memberkati kalian dalam pendidikan kalian.
6.
Lelaki luar biasa yang Tuhan Yesus ijinkan hadir dalam
hidup saya, Vebri Naldo Madawara. Terima kasih sudah
menjadi teman, sahabat, kekasih bahkan saudara dan
orang tua saat saya jauh dari keluarga. Terima kasih sudah
selalu mendukung saya, memberikan semangat, terima
kasih sudah banyak sekali membantu ini dan itu selama
perkuliahan, terima kasih buat semuanya, terima kasih.
Tuhan Yesus memberkati hidupmu dengan luar biasa.
iv
7.
Saudara-saudara sepupu yang juga selalu mendukung saya
selama perkuliahan, Maria Voni Rachmawati, Retno
Widyaningrum dan Rio Tulus. Terima kasih buat semua
dukungan dan perhatian yang diberikan. Tuhan Yesus
berkati.
8.
Teman-teman yang juga menjadi saudara dari orang tua
yang berbeda, Arief, Ijal, Sakti, Rio, Ogel, Lidya Desy,
Nita, Kaiya dan Niko. Terima kasih teman-teman semua,
terima kasih sudah memberikan semangat. Tuhan berkati
kalian semua.
9.
Teman-teman konsentrasi Rekayasa Web yang juga temanteman selama Kerja Praktik, Madha, Prima dan Fajar.
Terima kasih buat kerja samanya, terima kasih juga sudah
sering membantu saya. Tuhan berkati.
10.
Teman-teman Persekutuan Doa Refresh Warrior, Ririn,
Irma, Lydia Karunia, kak Jerly, Christa, Silvi Kristiani, Nia,
Un dan teman-teman lainnya yang menjadi pengurus dan
anggota Refresh Warrior. Terima kasih selalu mendoakan
saat PD tiap Selasa, Tuhan Yesus berkati kalian semua.
11.
Teman-teman panitia Natal Fakultas Teknologi Informasi
tahun 2011, panitia Retreat Fakultas Teknologi Informasi
tahun 2012, panitia FTI Day’s tahun 2012, panitia Natal
Fakultas Teknologi Informasi tahun 2012, panitia Natal
Fakultas Teknologi Informasi tahun 2013, teman-teman dan
pelatih Voice of IT dan teman-teman dan pelatih Voice of
v
SWCU. Terima kasih buat kalian semua, terima kasih buat
pengalaman berharga yang sudah kita lewati bersama.
Tuhan Yesus memberkati kalian semua.
12.
Serta semua pihak yang selalu mendukung saya selama
perkuliahan mulai dari awal kuliah di semester 1 tahun
2010 sampai selesai penulisan skripsi dan ujian. Terima
kasih buat semua dukungan, biarlah Tuhan sendiri yang
memberkati kalian semua.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam
penulisan laporan ini, untuk itu kritik dan saran yang bersifat
membangun sangat diharapkan. Terima kasih, Tuhan Yesus
memberkati.
Penulis
Sylvia Pretty Tulus
vi
Daftar Isi
Lembar Persetujuan ........................................................
i
Lembar Pernyataan .........................................................
ii
Prakata .............................................................................
iii
Daftar Isi..........................................................................
vii
Daftar Gambar ................................................................
ix
Daftar Kode Program .....................................................
x
Daftar Tabel ...................................................................
xi
Bab 1 Pendahuluan .........................................................
1
1.1 Latar Belakang ..............................................
1
1.2 Rumusan Masalah .........................................
3
1.3 Tujuan dan Manfaat ......................................
3
1.4 Batasan Masalah ...........................................
3
1.5 Sistematika Penulisan ..................................
4
Bab 2 Tinjauan Pustaka ...................................................
5
2.1 Penelitian Terdahulu ....................................
5
2.2 Clustering .....................................................
7
2.3 Euclidean Distance ......................................
10
2.4 Algoritma K-Means .....................................
11
2.5 Heatmap .......................................................
12
Bab 3 Metode Penelitian ................................................
13
3.1 Metode Penelitian .........................................
13
3.2 Metode Perancangan Sistem ........................
15
3.3 Analisis Kebutuhan Sistem ...........................
17
vii
3.4 Desain Sistem ...............................................
18
3.4.1 Use Case Diagram .............................
18
3.4.2 Activity Diagram ................................
19
3.4.3 Flowchart Program ............................
21
3.5 Perancangan User Interface .........................
22
Bab 4 Hasil dan Pembahasan .........................................
28
4.1 Implementasi Sistem ....................................
28
4.1.1 Proses Normalisasi Data .....................
28
4.1.2 Proses Clustering ................................
30
4.1.3 Proses Konversi Data Ke Data Spasial
36
4.1.4 Proses Menampilkan Data ..................
37
4.2 Pengujian ......................................................
40
4.2.1 Black Box Testing ...............................
40
4.2.2 Pengujian Penelitian ...........................
42
Bab 5 Kesimpulan Dan Saran ........................................
45
5.1 Kesimpulan ..................................................
45
5.2 Pengujian ......................................................
46
Daftar Pustaka ................................................................
47
Lampiran
viii
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Clustering Dalam Ruang Dua Dimensi ......
7
Gambar 2.2 Rumus Euclidean Distance .........................
10
Gambar 3.1 Tahapan Penelitian .....................................
13
Gambar 3.2 Model Waterfall .........................................
15
Gambar 3.3 Rumus Min-Max Normalization ................
18
Gambar 3.4 Use Case Diagram Sistem .........................
19
Gambar 3.5 Activity Diagram Melakukan Clustering ....
20
Gambar 3.6 Flowchart Program .....................................
21
Gambar 3.7 User Interface Beranda ..............................
23
Gambar 3.8 User Interface Clustering ............................
23
Gambar 3.9 User Interface Proses Clustering ...............
24
Gambar 3.10 User Interface Hasil Clustering ................
25
Gambar 3.11 User Interface Lihat Peta .........................
26
Gambar 4.1 Hasil Clustering .........................................
35
Gambar 4.2 Peta Hasil Clustering ..................................
39
Gambar 4.3 Informasi Objek Tiap Titik ........................
40
Gambar 4.4 Hasil Pengujian Penelitian .........................
44
ix
Daftar Kode Program
Kode Program 4.1 Proses Normalisasi Data ..................
29
Kode Program 4.2 Perhitungan Jarak .............................
31
Kode Program 4.3 Pengelompokkan Data .....................
32
Kode Program 4.4 Perhitungan Centroid Baru ..............
34
Kode Program 4.5 Eksekusi Algoritma K-Means ..........
35
Kode Program 4.6 Mengembalikan Data Spasial ..........
36
Kode Program 4.7 Menampilkan Data Dengan Heatmap
38
x
Daftar Tabel
Tabel 4.1 Hasil Black Box Testing .................................
41
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Penelitian .............................
42
xi