Algoritma Ant Colony System Dalam Penjadwalan Kegiatan Belajar Mengajar Di Sekolah Dasar

  

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 Penulis

  

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. Kata kunci: Ant Colony, Penjadwalan, Optimisasi.

  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.

  Keywords: Ant Colony, Scheduling, Optimization

  Halaman Persetujuan ii

  21

  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

  3.2.3 Mata Pelajaran

  2.2. Ant Colony Optimization (ACO)

  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

  10

  8

  Pernyataan iii

  2

  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

  1.4 Tujuan Penelitian

  2.1.3 Penyelesaian Penjadwalan

  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

  29

  3.3.3.2 Paramater Algoritma Ant Colony System

  44

  46

  3.5.4.9 Perancangan Form Data Ketersedian Guru Mengajar

  45

  3.5.4.8 Perancangan FormData Pengampu Mata Pelajaran

  45

  3.5.4.7 Perancangan Form Data Mata Pelajaran

  44

  3.5.4.6 Perancangan Form Data Jumlah Jam Pertemuan per Ruangan

  3.5.4.5 Perancangan Form Data Ruangan

  46

  43

  3.5.4.4 Perancangan Form Data Guru

  43

  3.5.4.3 Perancangan Form Data Jam

  42

  3.5.4.2 Perancangan Form Data Hari

  42

  3.5.4.1 Perancangan Form Menu Utama

  42

  3.5.4.10 Perancangan Form Data User

  3.5.4.11 Perancangan Form Proses Penjadwalan

  41

  49

  4.1.2.6 Form Data Ruangan

  53

  4.1.2.5 Form Data Guru

  53

  4.1.2.4 Form Data Jam Pelajaran

  51

  4.1.2.3 Form Data Hari

  50

  4.1.2.2 Form LogIn Admin

  4.1.2.1 Form Utama

  47

  49

  4.1.2 Implementasi Antarmuka Sistem

  48

  4.1.1 Lingkungan Implementasi

  48

  4.1 Implementasi Sistem

  48

  47 Bab 4 Implementasi dan Pengujian Sistem

  3.5.4.12 Perancangan Menu About

  3.5.4 Perancangan Antarmuka

  3.5.3 Relasi Tabel

  29

  3.4.3 Keluaran Sistem

  3.5.1.2 DFD (Data Flow Diagram) Level 1

  33

  3.5.1.1 Diagram Konteks (DFD Level 0)

  33

  3.5.1 Perancangan DFD (Data Flow Diagram)

  33

  3.5 Perancangan Sistem Penjadwalan Kegiatan Belajar Mengajar

  33

  33

  3.5.2 Basis Data

  3.4.2 Masukan Sistem

  32

  3.4.1 Fungsi Sistem

  32

  3.4 Spesifikasi Keperluan Sistem

  30

  3.3.3.4 Flow chart Penjadwalan Ant Colony System(ACS)

  29

  3.3.3.3 Pembentukan Solusi

  34

  37

  40

  39

  3.5.2.11 Tabel Jadwal Guru

  40

  3.5.2.10 Tabel Jumlah Pertemuan

  40

  3.5.2.9 Tabel Ketersedian Hari

  39

  3.5.2.8 Tabel User

  39

  3.5.2.7 Tabel DAmpu

  3.5.2.6 Tabel Ampu

  3.5.2.1 Tabel Guru

  38

  3.5.2.5 Tabel Pelajaran

  38

  3.5.2.4 Tabel Hari

  38

  3.5.2.3 Tabel Jam

  37

  3.5.2.2 Tabel Kelas

  37

  54

  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 Lampiran A: Listing Program A-1

  

DAFTAR TABEL

Tabel Keterangan Halaman

  37

  22

  23

  23

  31

  32

  34

  35

  36

  36

  36

  37

  38

  13

  38

  38

  39

  39

  39

  40

  40

  41

  65

  65

  66

  67

  20

  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

  2.1

  3.14

  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

  3.15

  Constraint jumlah jam matapelajaran

  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

  67

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar Keterangan Halaman

  43

  47

  46

  46

  45

  45

  44

  44

  43

  50

  42

  42

  41

  35

  34

  30

  26

  12

  47

  50

  login

  58

  61

  61

  60

  60

  59

  59

  58

  57

  51

  56

  56

  55

  54

  53

  53

  52

  52

  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

  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 data ketersediaan 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

  2.1

  3.10

  3.17

  3.16

  3.15

  3.14

  3.13

  3.12

  3.11

  3.9

  4.2

  3.8

  3.7

  3.6

  3.5

  3.4

  3.3

  3.2

  3.1

  4.1

  4.3

  Flow chart sistem Flow chart penjadwalan ACS

  4.14

  4.21 Perjalanan semut menemukan sumber makanan

  4.20

  4.19

  4.18

  4.17

  4.16

  4.15

  4.13

  4.4

  4.12

  4.11

  4.10

  4.9

  4.8

  4.7

  4.6

  4.5

  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