Implementasi Metode Tournament Selection Pada Algoritma Genetika Untuk Menyelesaikan Masalah N-Queen
BAB 1
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas hal-hal yang menjadi latar belakang pembuatan tugas
akhir, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat, metodologi
penelitian, serta sistematika penulisan.
1.1.
Latar Belakang
Dalam bidang kecerdasan buatan (artificial intelligent), algoritma genetika
(genetic algorithm) merupakan algoritma yang sering digunakan untuk
memecahkan masalah, seperti masalah N-Queen. Dalam memecahkan masalah NQueen dengan menggunakan algoritma genetika, proses pemilihan parent
biasanya dilakukan dengan menggunakan teknik roulette wheel selection, dimana
individuyang memiliki nilai fitness yang lebih tinggi akan memiliki kesempatan
yang lebih besar untuk dipilih sebagai parent jika dibandingkan dengan individu
dengan nilai fitness yang lebih rendah. Proses seleksi dilakukan dengan
membangkitkan bilangan acak yang berada pada range nilai fitness masingmasing individu sehingga individu yang berada pada range nilai yang dihasilkan
oleh bilangan acak tersebut akan terpilih sebagai parent untuk proses selanjutnya.
Dalam melakukan seleksi terhadap parent yang akan digunakan untuk
menghasilkan generasi baru pada algoritma genetika, ada beberapa metode yang
dapat digunakan seperti rank based fitness assignment, roulette wheel selection,
local selection, truncation selection dan tournament selection. Tournament
selection menggunakan prinsip kompetisi antara individu yang akan diseleksi.
Ranking dari hasil kompetisi dalam turnamen antar individu tersebut kemudian
digunakan sebagai dasar untuk memilih parent yang akan menghasilkan generasi
baru. Individu dengan nilai fitness yang lebih baik akan memiliki peluang untuk
keluar sebagai pemenang, sedangkan individu dengan nilai fitness yang rendah
akan memiliki peluang yang jauh lebih kecil. Dengan melihat cara kerja metode
tournament selection ini dalam memilih parent pada algoritma genetika, metode
ini sangat efektif jika diaplikasikan ke dalam penyelesaian masalah n-queen,
Universitas Sumatera Utara
2
karena hasil akhir yang diinginkan adalah individu yang memiliki nilai fitness
paling sempurna.
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, penulis ingin merancang
sebuah
perangkat
lunak
untuk
memecahkan
masalah
n-queen
dengan
mengimplementasikan metode tournament selection pada algoritma genetika dan
merangkum hasilnya menjadi sebuah tugas akhir yang berjudul ―Implementasi
Metode
Tournament
Selection
Pada
Algoritma
Genetika
Untuk
Menyelesaikan Masalah N-Queen‖.
1.2.
Rumusan Masalah
Dalam penyelesaian masalah n-queen dengan menggunakan algoritma genetika,
proses pemilihan parent sangat mempengaruhi kecepatan dan ketepatan proses
penentuan individu yang berada pada posisi yang tepat. Pemilihan parent yang
berdasarkan pada individu dengan nilai fitness yang paling sempurna menjadi
penting agar kemungkinan tereliminasinya individu dengan nilai fitness yang baik
pada proses seleksi parent dapat diminimalisir. Selain itu, menarik pula dilihat
bagaimana pengaruh variasi mutasi terhadap hasil solusi yang diperoleh dengan
menggunakan metode tournament selection.
1.3.
Batasan Masalah
Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Proses seleksi parent menggunakan sistem one way tournament, dengan
individu yang sudah terpilih menjadi pemenang tidak diikut sertakan pada
turnamen berikutnya.
2. Proses penyelesaian masalah N-Queen dibatasi pada 5 (lima) kali proses
penyelesaian untuk melihat tingkat akurasi pemecahan masalah.
3. Output yang dihasilkan adalah urutan posisi queen pada posisi yang tepat
serta jumlah iterasi yang dibutuhkan.
4. Parameter untuk mengukur tingkat akurasi pemecahan masalah dibatasi
pada jumlah queen yang berada pada posisi yang tepat dan jumlah iterasi
yang dibutuhkan untuk menyelesaikan 1 (satu) masalah.
Universitas Sumatera Utara
3
1.4.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini untuk memberikan alternatif aplikasi yang dapat
digunakan untuk memecahkan masalah N-Queen dengan mengimplementasikan
metode tournament selection pada algoritma genetilka, khususnya pada proses
seleksi parent.
1.5.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi penulis, pembaca dan
para peneliti, sebagai berikut:
1. Dapat membantu memecahkan masalah N-Queen, khususnya dengan
menggunakan algoritma genetika.
2. Dapat digunakan sebagai alternatif referensi dalam teknik pemilihan
bilangan acak pada proses seleksi parent pada algoritma genetika.
1.6.
Metodologi penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah:
1) Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan studi kepustakaan yaitu proses pengumpulan
bahan-bahan referensi yang berkaitan dengan algoritma genetika, n-queen
serta metode tournament selection dari buku, artikel, paper, jurnal,
makalah dan sumber lainnya. Pada tahap ini juga dilakukan studi tentang
penerimaan karyawan pada suatu perusahaan.
2) Analisis
Pada tahap ini dilakukan analisis spesifikasi perangkat lunak yang
dibangun pada penelitian ini, seperti pengumpulan data, analisis data,
algoritma dan struktur data.
3) Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak yang dibangun,
seperti perancangan proses dan antarmuka.
Universitas Sumatera Utara
4
4) Implementasi
Pada tahap ini dilakukan pengkodean perangkat lunak sesuai dengan
spesifikasi yang ditentukan.
5) Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap perangkat lunak yang
dibangun, dan bagaimana keakuratan dai sistem yang dibuat.
6) Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan penulisan dokumentasi dan laporan mengenai
perangkat lunak yang dikembangkan.
1.7
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai
berikut:
BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II: LANDASAN TEORI
Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang
dibahas pada penelitian ini. Pada bab ini dijelaskan mengenai algoritma genetika,
N-Queen Problem, metode Tournament Selection dan Microsoft Visual Basic .Net
2008.
BAB III: ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini membahas tentang perancangan sistem dan program yang mencakup
perancangan sistem dan perancangan interface. Dalam perancangan sistem
dicantumkan data flow diagram untuk mempermudah penjelasan sistem.
BAB IV: IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan
perangkat lunak yang disusun pada Bab 3 dan pengujian terhadap sistem yang
dibangun.
Universitas Sumatera Utara
5
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saransaran yang diajukan untuk pengembangan selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas hal-hal yang menjadi latar belakang pembuatan tugas
akhir, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat, metodologi
penelitian, serta sistematika penulisan.
1.1.
Latar Belakang
Dalam bidang kecerdasan buatan (artificial intelligent), algoritma genetika
(genetic algorithm) merupakan algoritma yang sering digunakan untuk
memecahkan masalah, seperti masalah N-Queen. Dalam memecahkan masalah NQueen dengan menggunakan algoritma genetika, proses pemilihan parent
biasanya dilakukan dengan menggunakan teknik roulette wheel selection, dimana
individuyang memiliki nilai fitness yang lebih tinggi akan memiliki kesempatan
yang lebih besar untuk dipilih sebagai parent jika dibandingkan dengan individu
dengan nilai fitness yang lebih rendah. Proses seleksi dilakukan dengan
membangkitkan bilangan acak yang berada pada range nilai fitness masingmasing individu sehingga individu yang berada pada range nilai yang dihasilkan
oleh bilangan acak tersebut akan terpilih sebagai parent untuk proses selanjutnya.
Dalam melakukan seleksi terhadap parent yang akan digunakan untuk
menghasilkan generasi baru pada algoritma genetika, ada beberapa metode yang
dapat digunakan seperti rank based fitness assignment, roulette wheel selection,
local selection, truncation selection dan tournament selection. Tournament
selection menggunakan prinsip kompetisi antara individu yang akan diseleksi.
Ranking dari hasil kompetisi dalam turnamen antar individu tersebut kemudian
digunakan sebagai dasar untuk memilih parent yang akan menghasilkan generasi
baru. Individu dengan nilai fitness yang lebih baik akan memiliki peluang untuk
keluar sebagai pemenang, sedangkan individu dengan nilai fitness yang rendah
akan memiliki peluang yang jauh lebih kecil. Dengan melihat cara kerja metode
tournament selection ini dalam memilih parent pada algoritma genetika, metode
ini sangat efektif jika diaplikasikan ke dalam penyelesaian masalah n-queen,
Universitas Sumatera Utara
2
karena hasil akhir yang diinginkan adalah individu yang memiliki nilai fitness
paling sempurna.
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, penulis ingin merancang
sebuah
perangkat
lunak
untuk
memecahkan
masalah
n-queen
dengan
mengimplementasikan metode tournament selection pada algoritma genetika dan
merangkum hasilnya menjadi sebuah tugas akhir yang berjudul ―Implementasi
Metode
Tournament
Selection
Pada
Algoritma
Genetika
Untuk
Menyelesaikan Masalah N-Queen‖.
1.2.
Rumusan Masalah
Dalam penyelesaian masalah n-queen dengan menggunakan algoritma genetika,
proses pemilihan parent sangat mempengaruhi kecepatan dan ketepatan proses
penentuan individu yang berada pada posisi yang tepat. Pemilihan parent yang
berdasarkan pada individu dengan nilai fitness yang paling sempurna menjadi
penting agar kemungkinan tereliminasinya individu dengan nilai fitness yang baik
pada proses seleksi parent dapat diminimalisir. Selain itu, menarik pula dilihat
bagaimana pengaruh variasi mutasi terhadap hasil solusi yang diperoleh dengan
menggunakan metode tournament selection.
1.3.
Batasan Masalah
Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Proses seleksi parent menggunakan sistem one way tournament, dengan
individu yang sudah terpilih menjadi pemenang tidak diikut sertakan pada
turnamen berikutnya.
2. Proses penyelesaian masalah N-Queen dibatasi pada 5 (lima) kali proses
penyelesaian untuk melihat tingkat akurasi pemecahan masalah.
3. Output yang dihasilkan adalah urutan posisi queen pada posisi yang tepat
serta jumlah iterasi yang dibutuhkan.
4. Parameter untuk mengukur tingkat akurasi pemecahan masalah dibatasi
pada jumlah queen yang berada pada posisi yang tepat dan jumlah iterasi
yang dibutuhkan untuk menyelesaikan 1 (satu) masalah.
Universitas Sumatera Utara
3
1.4.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini untuk memberikan alternatif aplikasi yang dapat
digunakan untuk memecahkan masalah N-Queen dengan mengimplementasikan
metode tournament selection pada algoritma genetilka, khususnya pada proses
seleksi parent.
1.5.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi penulis, pembaca dan
para peneliti, sebagai berikut:
1. Dapat membantu memecahkan masalah N-Queen, khususnya dengan
menggunakan algoritma genetika.
2. Dapat digunakan sebagai alternatif referensi dalam teknik pemilihan
bilangan acak pada proses seleksi parent pada algoritma genetika.
1.6.
Metodologi penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah:
1) Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan studi kepustakaan yaitu proses pengumpulan
bahan-bahan referensi yang berkaitan dengan algoritma genetika, n-queen
serta metode tournament selection dari buku, artikel, paper, jurnal,
makalah dan sumber lainnya. Pada tahap ini juga dilakukan studi tentang
penerimaan karyawan pada suatu perusahaan.
2) Analisis
Pada tahap ini dilakukan analisis spesifikasi perangkat lunak yang
dibangun pada penelitian ini, seperti pengumpulan data, analisis data,
algoritma dan struktur data.
3) Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat lunak yang dibangun,
seperti perancangan proses dan antarmuka.
Universitas Sumatera Utara
4
4) Implementasi
Pada tahap ini dilakukan pengkodean perangkat lunak sesuai dengan
spesifikasi yang ditentukan.
5) Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap perangkat lunak yang
dibangun, dan bagaimana keakuratan dai sistem yang dibuat.
6) Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan penulisan dokumentasi dan laporan mengenai
perangkat lunak yang dikembangkan.
1.7
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai
berikut:
BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II: LANDASAN TEORI
Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang
dibahas pada penelitian ini. Pada bab ini dijelaskan mengenai algoritma genetika,
N-Queen Problem, metode Tournament Selection dan Microsoft Visual Basic .Net
2008.
BAB III: ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini membahas tentang perancangan sistem dan program yang mencakup
perancangan sistem dan perancangan interface. Dalam perancangan sistem
dicantumkan data flow diagram untuk mempermudah penjelasan sistem.
BAB IV: IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan
perangkat lunak yang disusun pada Bab 3 dan pengujian terhadap sistem yang
dibangun.
Universitas Sumatera Utara
5
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saransaran yang diajukan untuk pengembangan selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara