Penerapan Jaringan Saraf Tiruan Algoritma Backpropagation Untuk Penyusunan Jadwal Mata Kuliah di Jurusan Matematika FMIPA USU

i

PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA
BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN
JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN
MATEMATIKA FMIPA USU

SKRIPSI

AL MIFDHAL
080803071

DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

i

PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA
BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN
JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN
MATEMATIKA FMIPA USU

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk mencapai gelar sarjana
sains

AL MIFDHAL
080803071

DEPARTEMEN MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

ii

PERSETUJUAN

Judul

Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas

: PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN
ALGORITMA BACKPROPAGATION UNTUK
PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI
JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU
: SKRIPSI

: AL MIFDHAL
: 080803071
: SARJANA (S1) MATEMATIKA
: MATEMATIKA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA

Diluluskan di
Medan, Oktober 2013
Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Drs. Marihat Situmorang, M.Kom.
NIP. 196312141989031001

Dra. Normalina Napitupulu, M.Sc.
NIP :19630405 198811 2 001

Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Matematika FMIPA USU
Ketua.

Prof. Drs. Tulus, Vordipl.Math, M.Si, Ph.D.
NIP. 196209011988031002

Universitas Sumatera Utara

iii

PERNYATAAN

PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA
BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN JADWAL MATA KULIAH DI
JURUSAN MATEMATIKA FMIPA USU

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Oktober 2013

Al Mifdhal
080803071

Universitas Sumatera Utara

iv

PENGHARGAAN

Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya
sehingga penulis berhasil menyelesaikan skripsi yang berjudul Penerapan Jaringan

Saraf Tiruan Algoritma Backpropagation Untuk Penyusunan Jadwal Mata
Kuliah di Jurusan Matematika FMIPA USU

ini dalam waktu yang telah

ditetapkan.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dra. Normalina
Napitupulu, M.Sc. dan Bapak Drs. Marihat Situmorang, M.Kom. selaku pembimbing
yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan kepada penulis untuk
menyempurnakan kajian ini. Bapak Drs. Partano Siagian, M.Sc dan Bapak Drs. James
Piter Marbun, M.Kom.selaku penguji yang telah memberikan kritikan dan saran yang
membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.Ketua dan
Sekretaris Departemen Matematika Bapak Prof. Dr. Tulus, M.Si.dan Ibu Dra.
Mardiningsih, M.Si..Seluruh staf pengajar dan staf administrasi di lingkungan
Departemen Matematika, serta seluruh civitas akademika di lingkungan Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada kedua orang tua penulis, Ayahanda

Daniel, SmHk dan Ibunda Ir. Nurhayati Tarigan yang telah memberikan banyak
bantuan baik materi, moral maupun spiritual, dankepada saudara penulis Al Mizfar.

Tidak terlupakan, ucapan terima kasih kepada sahabat penulis, khususnya
untuk Matematika Komputasi angkatan 2008 (M. Iqbal Pradipta dan M. Hanafi
Harahap), M. Romi Syahputra, Prana Ugiana Gio, Isnaini H. Rambe, Meliya
Ningrum, Evi Syafitri Pohan serta abang-kakak senior dan adik-adik juniorku di
Departeman Matematika FMIPA USU. Sahabat-sahabat di Ikatan Mahasiswa

Universitas Sumatera Utara

v

Matematika Muslim FMIPA USU, Himpunan Mahasiswa Matematika FMIPA USU,
Pemerintahan Mahasiswa FMIPA USU, rekan-rekan Asisten Laboratorium S1
Matematika dan Laboratorium D3 Statistika FMIPA USU dan kepada semua pihak
yang telah memberikan bantuan dan dorongan yang tidak dapat disebutkan satu per
satu.

Semoga segala bentuk bantuan yang telah diberikan kepada penulis

mendapatkan balasan yang lebih baik dari Allah SWT.Akhir kata penulis
mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan skripsi ini dan
berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaatbagi para pembaca. Amin.

Medan, Oktober 2013
Penulis,

Al Mifdhal

Universitas Sumatera Utara

vi

PENERAPAN JARINGAN SARAF TIRUAN ALGORITMA
BACKPROPAGATION UNTUK PENYUSUNAN
JADWAL MATA KULIAH DI JURUSAN
MATEMATIKA FMIPA USU

ABSTRAK

Penyusunan Jadwal Perkuliahan yang optimal merupakan kebutuhan penting saat
ini.Jumlah tenaga pengajar dan ruangan perkuliahan yang terbatas dapat menjadi
sebuah kendala.Jaringan Saraf Tiruan merupakan sebuah prosedur metaheuristik yang
dapat digunakan.Salah satunya dengan Algoritma Backpropagation yang dapat
digunakan dalam penyusunan tersebut.Dalam algoritma Backpropagation, hasil pola
yang keluar dari lapisan outputakan dibandingkan dengan pola yang diharapkan. Saat
polanya tidak samadengan yang diharapkan, maka pola keluaran akan menyebar
mundur (backward) kembali ke lapisan tersembunyi untuk menurunkan error yang
terjadi.

Universitas Sumatera Utara

vii

APPLICATION OF NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION
ALGORITHM FOR COURSE SCHEDULLING IN DEPARTMENT OF
MATHEMATICS FACULTY OF SCIENCE USU

ABSTRACT

An optimalized course schedulling is an important requirement at this time. Limited
number of teachers and classes can be an obstacle. Artificial Neural Network (ANN)is
a metaheuristic procedure that can be used. Backpropagation Algorithm can be used
in the schedulling. In Backpropagation, the output pattern will be equaled with the
output target. When the pattern isn’t equivalent, it will backwarded back to the hidden
layer to descending the error.

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR ISI

Halaman Judul

i

Halaman Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Penghargaan

iv

Abstrak

vi

Abstract

vii

Daftar Isi

viii

Daftar Tabel

x

Daftar Gambar

xi

Bab 1 Pendahuluan

1

1.1 Latar Belakang

1

1.2 Perumusan Masalah

2

1.3 Batasan Masalah

2

1.4 Tinjauan Pustaka

2

1.5 Tujuan Penelitian

5

1.6 Kontribusi Penelitian

5

1.7 Metode Penelitian

5

Bab 2 Landasan Teori

6

2.1 Penjadwalan

6

2.1.1 Jadwal Secara Umum

6

2.1.2 Penjadwalan Kuliah

6

2.2 Jaringan Saraf Tiruan

7

2.2.1 Jaringan Saraf Biologis

7

2.2.2 Komparasi antara Jaringan Saraf Biologis dan JST

8

2.2.3 Pengertian Jaringan Saraf Tiruan

9

2.2.4 Konsep Dasar Jaringan Saraf Tiruan

10

2.2.5 Fungsi Aktivasi atau Fungsi Transfer

12

2.3 Algoritma Pembelajaran Backpropagation

13

2.4 Java

19

Universitas Sumatera Utara

ix

Bab 3 Analisis dan Perancangan Aplikasi
3.1 Analisis Kebutuhan Software

20
20

3.1.1 Analisis Algoritma Backpropagation

20

3.1.1 Analisis Algoritma Input

21

3.1.1 Analisis Algoritma Proses

21

3.1.1 Analisis Algoritma Output

21

Bab 4 Implementasi dan Pembahasan

22

4.1 Perancangan Perangkat

22

4.2 Pengujian Aplikasi

22

4.2.1 Fungsi Utama

22

4.2.2 Fungsi Backpropagation

25

Bab 5 Kesimpulan dan Saran

34

5.1 Kesimpulan

34

5.2 Saran

34

Daftar Pustaka

35

Lampiran

36

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Analogi antara JST dengan Jaringan Saraf Buatan

9

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur sederhana sebuah neuron

7

Gambar 2.2 Model tiruan sebuah neuron

10

Gambar 2.3 Fungsi Sigmoid Biner

12

Gambar 2.4 Fungsi Sigmoid Bipolar

13

Gambar 2.5 Alur kerja Backpropagation

14

Gambar 2.6 Backpropagation dengan satu lapisan tersembunyi

15

Gambar 2.7 Tampilan JCreator 4.50 Pro

19

Universitas Sumatera Utara