Penerapan Algoritma Column by Column dan Depth-First Search dalam Permainan Babylon Tower
PENERAPAN ALGORITMA COLUMN BY COLUMN DAN
DEPTH-FIRST SEARCH DALAM PERMAINAN
BABYLON TOWER
SKRIPSI
HARRY
111402046
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENERAPAN ALGORITMA COLUMN BY COLUMN DAN
DEPTH-FIRST SEARCH DALAM PERMAINAN
BABYLON TOWER
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Teknologi Informasi
HARRY
111402046
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
ii
PERSETUJUAN
Judul
: PENERAPAN ALGORITMA COLUMN BY COLUMN
DAN DEPTH-FIRST SEARCH DALAM PERMAINAN
BABYLON TOWER
Kategori
: SKRIPSI
Nama
: HARRY
Nomor Induk Mahasiswa
: 111402046
Program Studi
: S1 TEKNOLOGI INFORMASI
Departemen
: TEKNOLOGI INFORMASI
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing
:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc M.Sc
Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc
NIP. 19860303 201012 1 004
NIP. 19610817 198701 1 001
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi
Ketua,
Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT
NIP. 19800110 200801 1 010
Universitas Sumatera Utara
iii
PERNYATAAN
PENERAPAN ALGORITMA COLUMN BY COLUMN DAN
DEPTH-FIRST SEARCH DALAM PERMAINAN
BABYLON TOWER
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 17 Desember 2015
Harry
111402046
Universitas Sumatera Utara
iv
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis sampaikah kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan rahmat serta restu-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Informasi.
Pertama, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Opim
Salim Sitompul, M.Sc selaku pembimbing pertama dan Bapak Romi Fadillah Rahmat,
B.Comp.Sc. M.Sc selaku pembimbing kedua yang telah membimbing penulis dalam
penelitian serta penulisan skripsi ini. Tanpa inspirasi serta motivasi yang diberikan dari
kedua pembimbing, tentunya penulis tidak akan dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dedy Arisandi, ST. M.Kom sebagai dosen
pembanding pertama dan Bapak Dr. Sawaluddin, M.IT sebagai dosen pembanding kedua
yang telah memberikan masukan serta kritik yang bermanfaat dalam penulisan skripsi ini.
Ucapan terima kasih juga ditjukan kepada semua dosen serta semua pegawai pada program
studi S1 Teknologi Informasi, yang telah membantu serta membimbing penulis selama
proses perkuliahan.
Penulis tentunya tidak lupa berterima kasih kepada kedua orang tua penulis, Alm.
Bapak Hermanto Tahir, serta Ibu Narina Salimin yang telah membesarkan penulis dengan
sabar dan penuh cinta. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada adik penulis, Roderick,
yang selalu memberikan dukungan kepada penulis. Penulis juga berterima kasih kepada
seluruh anggota keluarga penulis yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu.
Terima kasih juga penulis ucapkan kepada seluruh teman-teman angkatan 2011
yang telah bersama-sama penulis melewati perkuliahan pada program studi S1 Teknologi
Informasi, serta teman-teman mahasiswa Teknologi Informasi lainnya.
Universitas Sumatera Utara
v
ABSTRAK
Babylon Tower merupakan permainan puzzle tiga dimensi yang terdiri dari enam buah
cakram yang disusun menumpuk ke atas. Setiap cakram terdiri dari enam kolom bola kecil
di sepanjang sisinya dengan enam jenis warna yang berbeda. Babylon Tower dapat
dimainkan dengan cara diputar dan digeser. Tujuan dari permainan Babylon Tower adalah
mengurutkan setiap bola dengan warna yang sama pada kolom yang sama serta
mengurutkan setiap kolom berdasarkan tingkat kecerahan warna bola. Terdapat dua
metode yang dapat digunakan untuk menemukan solusi permainan Babylon Tower, yaitu
disc by disc dan column by column. Metode yang diajukan pada penelitian ini adalah
algoritma column by column dan depth-first search. Pada penelitian ini ditunjukkan bahwa
metode yang diajukan mampu menemukan langkah demi langkah untuk mencapai solusi
dari permainan Babylon Tower.
Kata kunci: Babylon Tower, puzzle tiga dimensi, column by column, depth-first search.
Universitas Sumatera Utara
vi
IMPLEMENTATION OF COLUMN BY COLUMN AND DEPTH-FIRST
SEARCH ALGORITHM IN THE GAME
OF BABYLON TOWER
ABSTRACT
Babylon Tower is a three-dimensional puzzle which consists of six discs that are arranged
piled up. Each discs consists of six columns of small balls along the side in six kinds of
different colors. Babylon Tower can be played by rotating and sliding it. The goal of the
game of Babylon Tower is to sort each ball of the same color on the same column and sort
the balls in each column based on the brightness of the color of the ball. There are two
methods that can be used to find a solution of the game of Babylon Tower, namely disc by
disc and column by column. The methods proposed in this research are column by column
and depth-first search. In this research, it is shown that the proposed methods are capable
of finding step by step to reach a solution of the game of Babylon Tower.
Keywords: Babylon Tower, three-dimensional puzzle, column by column, depth-first
search.
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Hal.
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Ucapan Terima Kasih
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
3
1.4. Tujuan Penelitian
3
1.5. Manfaat Penelitian
3
1.6. Metodologi Penelitian
4
1.7. Sistematika Penulisan
5
BAB 2 Landasan Teori
6
2.1. Babylon Tower
6
2.2. Game Architecture
8
2.3. Struktur Data dan Algoritma dalam Game
9
2.3.1. Struktur Data dan Algoritma
10
2.3.2. Struktur Data dalam Game
10
2.4. Path Finding
11
2.4.1. Game Tree
12
2.4.2. Search Tree
13
Universitas Sumatera Utara
viii
2.5. Blind Search
14
2.5.1. Breadth-First Search
15
2.5.2. Depth-First Search
16
2.6. Kecerdasan Buatan dalam Game
18
2.7. Penelitian Terdahulu
19
BAB 3 Analisis dan Perancangan
21
3.1. Arsitektur Umum
21
3.2. Modelling
23
3.2.1. Model Cakram
23
3.2.2. Model Bola
25
3.2.3. Model Babylon Tower
26
3.3. Struktur Data
27
3.3.1. Ball
27
3.3.2. Disc
28
3.3.3. Inner Gap
29
3.3.4. Babylon Tower
29
3.4. Game Mechanic
31
3.4.1. Touch Handling
31
3.4.2. Moves Handling
35
3.5. AI
38
3.5.1. Sorting dengan depth-first search
39
3.5.2. Swapping
42
3.5.3. Parity
44
BAB 4 Implementasi dan Pengujian
47
4.1. Implementasi
47
4.1.1. Spesifikasi perangkat keras
47
4.1.2. Spesifikasi perangkat lunak
48
4.1.3. Eksekusi aplikasi
48
4.2. Pengujian
52
Universitas Sumatera Utara
ix
4.2.1. Hasil dari Tahap Sorting
53
4.2.2. Hasil dari Tahap Swapping
53
4.2.3. Hasil dari Tahap Parity
54
4.2.4. Hasil Pengujian
55
BAB 5 Kesimpulan dan Saran
56
5.1. Kesimpulan
56
5.2. Saran
56
Daftar Pustaka
58
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR TABEL
Hal.
Tabel 3.1. Daftar variabel pada class Ball
27
Tabel 3.2. Nama-nama warna bola dalam array
28
Tabel 3.3. Daftar variabel pada class Disc
29
Tabel 3.4. Daftar variabel pada class Babylon Tower
30
Tabel 3.5. Daftar method pada class Babylon Tower
30
Tabel 3.6. Nilai yang disimpan serta proses undo dan redo pada gerakan rotate
36
Tabel 3.7. Nilai yang disimpan serta proses undo dan redo pada gerakan push
37
Tabel 3.8. Nilai yang disimpan serta proses undo dan redo pada gerakan slide
38
Tabel 4.1. Hasil pengujian terhadap banyak langkah yang dibutuhkan untuk
menemukan solusi
54
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR GAMBAR
Hal.
Gambar 2.1. Game tree pada Tic-Tac-Toe (Millington & Funge, 2009)
12
Gambar 2.2. Search tree pada permainan Babylon Tower
13
Gambar 2.3. Breadth-first search pada permainan Babylon Tower
15
Gambar 2.4. Depth-first search pada permainan Babylon Tower
17
Gambar 3.1. Arsitektur Umum
22
Gambar 3.2. Model cakram (disc) pada posisi paling atas
24
Gambar 3.3. Model cakram (disc) pada posisi paling bawah
24
Gambar 3.4. Model cakram (disc) yang posisinya diapit oleh dua cakram yang
lain
25
Gambar 3.5. Tiga puluh enam buah bola yang digunakan dalam Babylon Tower
25
Gambar 3.6. Babylon Tower dalam Model 3D
26
Gambar 3.7. Tampilan scene sebelum dan sesudah bola merah pada posisi paling
bawah ditekan masuk ke dalam cakram
34
Gambar 3.8. Tampilan scene sebelum dan sesudah bola merah pada baris keempat
dari atas digeser menuju celah yang ada di posisi paling atas
34
Gambar 3.9. Tampilan scene ketika jari user sedang memutar salah satu cakram
dan tampilan scene setelah jari user meninggalkan layar
35
Gambar 4.1. Tampilan Main Menu
49
Gambar 4.2. Tampilan Game Scene
50
Gambar 4.3. Tampilan Help dan About
52
Universitas Sumatera Utara
DEPTH-FIRST SEARCH DALAM PERMAINAN
BABYLON TOWER
SKRIPSI
HARRY
111402046
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENERAPAN ALGORITMA COLUMN BY COLUMN DAN
DEPTH-FIRST SEARCH DALAM PERMAINAN
BABYLON TOWER
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Teknologi Informasi
HARRY
111402046
PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
ii
PERSETUJUAN
Judul
: PENERAPAN ALGORITMA COLUMN BY COLUMN
DAN DEPTH-FIRST SEARCH DALAM PERMAINAN
BABYLON TOWER
Kategori
: SKRIPSI
Nama
: HARRY
Nomor Induk Mahasiswa
: 111402046
Program Studi
: S1 TEKNOLOGI INFORMASI
Departemen
: TEKNOLOGI INFORMASI
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing
:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc M.Sc
Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc
NIP. 19860303 201012 1 004
NIP. 19610817 198701 1 001
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi
Ketua,
Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT
NIP. 19800110 200801 1 010
Universitas Sumatera Utara
iii
PERNYATAAN
PENERAPAN ALGORITMA COLUMN BY COLUMN DAN
DEPTH-FIRST SEARCH DALAM PERMAINAN
BABYLON TOWER
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 17 Desember 2015
Harry
111402046
Universitas Sumatera Utara
iv
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji dan syukur penulis sampaikah kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan rahmat serta restu-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini
sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Informasi.
Pertama, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Opim
Salim Sitompul, M.Sc selaku pembimbing pertama dan Bapak Romi Fadillah Rahmat,
B.Comp.Sc. M.Sc selaku pembimbing kedua yang telah membimbing penulis dalam
penelitian serta penulisan skripsi ini. Tanpa inspirasi serta motivasi yang diberikan dari
kedua pembimbing, tentunya penulis tidak akan dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis
juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dedy Arisandi, ST. M.Kom sebagai dosen
pembanding pertama dan Bapak Dr. Sawaluddin, M.IT sebagai dosen pembanding kedua
yang telah memberikan masukan serta kritik yang bermanfaat dalam penulisan skripsi ini.
Ucapan terima kasih juga ditjukan kepada semua dosen serta semua pegawai pada program
studi S1 Teknologi Informasi, yang telah membantu serta membimbing penulis selama
proses perkuliahan.
Penulis tentunya tidak lupa berterima kasih kepada kedua orang tua penulis, Alm.
Bapak Hermanto Tahir, serta Ibu Narina Salimin yang telah membesarkan penulis dengan
sabar dan penuh cinta. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada adik penulis, Roderick,
yang selalu memberikan dukungan kepada penulis. Penulis juga berterima kasih kepada
seluruh anggota keluarga penulis yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu.
Terima kasih juga penulis ucapkan kepada seluruh teman-teman angkatan 2011
yang telah bersama-sama penulis melewati perkuliahan pada program studi S1 Teknologi
Informasi, serta teman-teman mahasiswa Teknologi Informasi lainnya.
Universitas Sumatera Utara
v
ABSTRAK
Babylon Tower merupakan permainan puzzle tiga dimensi yang terdiri dari enam buah
cakram yang disusun menumpuk ke atas. Setiap cakram terdiri dari enam kolom bola kecil
di sepanjang sisinya dengan enam jenis warna yang berbeda. Babylon Tower dapat
dimainkan dengan cara diputar dan digeser. Tujuan dari permainan Babylon Tower adalah
mengurutkan setiap bola dengan warna yang sama pada kolom yang sama serta
mengurutkan setiap kolom berdasarkan tingkat kecerahan warna bola. Terdapat dua
metode yang dapat digunakan untuk menemukan solusi permainan Babylon Tower, yaitu
disc by disc dan column by column. Metode yang diajukan pada penelitian ini adalah
algoritma column by column dan depth-first search. Pada penelitian ini ditunjukkan bahwa
metode yang diajukan mampu menemukan langkah demi langkah untuk mencapai solusi
dari permainan Babylon Tower.
Kata kunci: Babylon Tower, puzzle tiga dimensi, column by column, depth-first search.
Universitas Sumatera Utara
vi
IMPLEMENTATION OF COLUMN BY COLUMN AND DEPTH-FIRST
SEARCH ALGORITHM IN THE GAME
OF BABYLON TOWER
ABSTRACT
Babylon Tower is a three-dimensional puzzle which consists of six discs that are arranged
piled up. Each discs consists of six columns of small balls along the side in six kinds of
different colors. Babylon Tower can be played by rotating and sliding it. The goal of the
game of Babylon Tower is to sort each ball of the same color on the same column and sort
the balls in each column based on the brightness of the color of the ball. There are two
methods that can be used to find a solution of the game of Babylon Tower, namely disc by
disc and column by column. The methods proposed in this research are column by column
and depth-first search. In this research, it is shown that the proposed methods are capable
of finding step by step to reach a solution of the game of Babylon Tower.
Keywords: Babylon Tower, three-dimensional puzzle, column by column, depth-first
search.
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Hal.
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Ucapan Terima Kasih
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
3
1.4. Tujuan Penelitian
3
1.5. Manfaat Penelitian
3
1.6. Metodologi Penelitian
4
1.7. Sistematika Penulisan
5
BAB 2 Landasan Teori
6
2.1. Babylon Tower
6
2.2. Game Architecture
8
2.3. Struktur Data dan Algoritma dalam Game
9
2.3.1. Struktur Data dan Algoritma
10
2.3.2. Struktur Data dalam Game
10
2.4. Path Finding
11
2.4.1. Game Tree
12
2.4.2. Search Tree
13
Universitas Sumatera Utara
viii
2.5. Blind Search
14
2.5.1. Breadth-First Search
15
2.5.2. Depth-First Search
16
2.6. Kecerdasan Buatan dalam Game
18
2.7. Penelitian Terdahulu
19
BAB 3 Analisis dan Perancangan
21
3.1. Arsitektur Umum
21
3.2. Modelling
23
3.2.1. Model Cakram
23
3.2.2. Model Bola
25
3.2.3. Model Babylon Tower
26
3.3. Struktur Data
27
3.3.1. Ball
27
3.3.2. Disc
28
3.3.3. Inner Gap
29
3.3.4. Babylon Tower
29
3.4. Game Mechanic
31
3.4.1. Touch Handling
31
3.4.2. Moves Handling
35
3.5. AI
38
3.5.1. Sorting dengan depth-first search
39
3.5.2. Swapping
42
3.5.3. Parity
44
BAB 4 Implementasi dan Pengujian
47
4.1. Implementasi
47
4.1.1. Spesifikasi perangkat keras
47
4.1.2. Spesifikasi perangkat lunak
48
4.1.3. Eksekusi aplikasi
48
4.2. Pengujian
52
Universitas Sumatera Utara
ix
4.2.1. Hasil dari Tahap Sorting
53
4.2.2. Hasil dari Tahap Swapping
53
4.2.3. Hasil dari Tahap Parity
54
4.2.4. Hasil Pengujian
55
BAB 5 Kesimpulan dan Saran
56
5.1. Kesimpulan
56
5.2. Saran
56
Daftar Pustaka
58
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR TABEL
Hal.
Tabel 3.1. Daftar variabel pada class Ball
27
Tabel 3.2. Nama-nama warna bola dalam array
28
Tabel 3.3. Daftar variabel pada class Disc
29
Tabel 3.4. Daftar variabel pada class Babylon Tower
30
Tabel 3.5. Daftar method pada class Babylon Tower
30
Tabel 3.6. Nilai yang disimpan serta proses undo dan redo pada gerakan rotate
36
Tabel 3.7. Nilai yang disimpan serta proses undo dan redo pada gerakan push
37
Tabel 3.8. Nilai yang disimpan serta proses undo dan redo pada gerakan slide
38
Tabel 4.1. Hasil pengujian terhadap banyak langkah yang dibutuhkan untuk
menemukan solusi
54
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR GAMBAR
Hal.
Gambar 2.1. Game tree pada Tic-Tac-Toe (Millington & Funge, 2009)
12
Gambar 2.2. Search tree pada permainan Babylon Tower
13
Gambar 2.3. Breadth-first search pada permainan Babylon Tower
15
Gambar 2.4. Depth-first search pada permainan Babylon Tower
17
Gambar 3.1. Arsitektur Umum
22
Gambar 3.2. Model cakram (disc) pada posisi paling atas
24
Gambar 3.3. Model cakram (disc) pada posisi paling bawah
24
Gambar 3.4. Model cakram (disc) yang posisinya diapit oleh dua cakram yang
lain
25
Gambar 3.5. Tiga puluh enam buah bola yang digunakan dalam Babylon Tower
25
Gambar 3.6. Babylon Tower dalam Model 3D
26
Gambar 3.7. Tampilan scene sebelum dan sesudah bola merah pada posisi paling
bawah ditekan masuk ke dalam cakram
34
Gambar 3.8. Tampilan scene sebelum dan sesudah bola merah pada baris keempat
dari atas digeser menuju celah yang ada di posisi paling atas
34
Gambar 3.9. Tampilan scene ketika jari user sedang memutar salah satu cakram
dan tampilan scene setelah jari user meninggalkan layar
35
Gambar 4.1. Tampilan Main Menu
49
Gambar 4.2. Tampilan Game Scene
50
Gambar 4.3. Tampilan Help dan About
52
Universitas Sumatera Utara