7

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Operasi Sistem Tenaga Listrik dan Optimasi Listrik

2.1.1 Pengertian Sistem Tenaga Listrik

Pada umumnya, sistem tenaga listrik dibagi menjadi tiga bagian utama,

yaitu pembangkit tenaga listrik, penyaluran tenaga listrik, dan distribusi

tenaga listrik. Ketiga bagian ini tidak dapat dipisahkan karena merupakan

suatu sistem yang kompleks yang bekerja untuk menyalurkan daya dari pusat

pembangkit ke pusat-pusat beban. Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar

berikut :

Gambar 0.1 Rangkaian Sistem Tenaga Listrik

8

Energi listrik yang dihasilkan pusat pembangkit listrik akan disalurkan

melalui saluran transmisi kemudian melalui saluran distribusi akan sampai ke

konsumen.

1. Pusat Pembangkit Listrik (Power Plant)

Pusat pembangkit listrik merupakan tempat pertama kali energi

listrik dibangkitkan atau dihasilkan. Di sini terdapat turbin penggerak

awal dan juga generator yang mengubah tenaga turbin menjadi energi

listrik. Terdapat beberapa jenis pusat pembangkit listrik yang biasanya

dibagi kedalam dua bagian besar yaitu pembangkit hidro (PLTA) dan

pembangkit thermal (PLTU, PLTG, PLTGU, PLTD, PLTP).

2. Transmisi Tenaga Listrik

Transmisi tenaga listrik merupakan proses penyaluran tenaga

listrik dari pusat pembangkitan listrik hingga saluran distribusi listrik

sehingga nantinya sampai pada konsumen/pengguna listrik.

3. Sistem Distribusi

Sistem distribusi ini merupakan sub sistem tenaga listrik yang

langsung berhubungan dengan pelanggan/konsumen dan berfungsi

dalam hal pembagian atau penyaluran tenaga listrik ke beberapa

tempat. Sub sistem ini terdiri dari : pusat pengatur / gardu induk,

gardu hubung, saluran tegangan menengah/jaringan primer (6 kV dan

20 kV) yang berupa saluran udara atau kabel bawah tanah, saluran

tegangan rendah / jaringan sekunder (380 V dan 220 V), gardu

distribusi tegangan yang terdiri dari panel-panel pengatur tegangan

baik tegangan menengah ataupun tegangan rendah, dan trafo.

(Joko et al, 2010:1-3)

2.1.2 Operasi Sistem Tenaga Listrik

Telah dijelaskan sebelumnya bagaimana sistem dari tenaga listrik tersebut

yang juga dapat dilihat dari gambar di atas sebagai gambaran singkat dari

hubungan masing-masing sistem listrik. Pembangkit-pembangkit listrik

memiliki lokasi yang saling berjauhan satu sama lain dan terhubung satu

sama lain melalui sistem transmisi yang luas. Ini dapat disebut sebagai sistem

interkoneksi. Adanya sistem interkoneksi tersebut menyebabkan :

1. Keandalan sistem yang semakin tinggi

9

2. Efisiensi pembangkitan tenaga listrik dalam sistem meningkat

3. Mempermudah penjadwalan pembangkit

Sebuah sistem tenaga listrik merupakan sebuah unit usaha dimana selain

faktor teknis, juga harus diperhatikan faktor ekonomisnya. Kondisi

kesetimbangan antara pendapatan dan pengeluaran harus dijaga agar didapat

keuntungan yang layak.

Penjualan listrik dalam bentuk pemakaian energi (kWh) oleh konsumen

harganya diatur dalam sistem tarif tertentu (di Indonesia menggunakan

Keppres). Pengeluaran dalam mengoperasikan sistem tenaga listrik meliputi :

1) Belanja pegawai, 2) Belanja barang dan jasa, 3) Pemeliharaan dan

penyusutan, 4) Penelitian/pengembangan, 5) Pajak, 6) Bahan baku energi

(BBM, Batubara, Nuklir, Air, dsb), 7) Losses, dan lain-lain. Secara umum

hal-hal tersebut terbagi dalam empat komponen yang disebut komponen

biaya pembangkit, yaitu :

1. Komponen A berupa depresiasi dan interest (penyusutan). Merupakan

biaya tetap.

2. Komponen B berupa biaya pegawai dan pemeliharaan. Merupakan

biaya tetap.

3. Komponen C berupa biaya bahan bakar. Merupakan biaya yang dapat

berubah-ubah.

4. Komponen D berupa pelumas dan biaya lainnya. Merupakan biaya

yang dapat berubah-ubah.

Bagian terbesar dari pembiayaan adalah komponen C atau biaya bahan

bakar yang mencakup hampir 80% dari total pembiayaan. Pembiayaan

terbesar yang terletak di pembangkit-pembangkit tersebut juga terkait erat

dengan penggunaan listrik oleh konsumen. Oleh karena itu diperlukan sebuah

cara dalam mengoptimasi sistem listrik agar berjalan dengan efisien.

Tujuan utama dari operasi sistem tenaga listrik ini adalah untuk memenuhi

kebutuhan beban listrik secara efisien (beban terpenuhi dengan biaya yang

minimum), dengan mempertimbangkan sasaran operasi tenaga listrik (sistem

harus dapat memenuhi standar dalam keamanan lingkungan, memiliki

keandalan yang baik, dan dapat melayani permintaan secara continue dari

waktu ke waktu) (Nadjamuddin, 2011:141-142).

10

Sebagai gambaran dari tujuan operasi sistem tenaga listrik dapat dilihat

pada diagram lingkar sasaran operasi tenaga listrik di bawah ini.

Ekonomi

Mutu

Keandalan

(Sekuriti)

Gambar 0.2 Tujuan Sistem Operasi Listrik

Ekonomi (economy) berarti listrik harus dioperasikan secara ekonomis,

tanpa melanggar batasan keandalan dan mutunya.

Keandalan (security) merupakan kemampuan sistem dalam menghadapi

kejadian yang tidak direncanakan (gangguan). Apabila terjadi gangguan di

pembangkit ataupun pada saluran transmisi diusahakan sebisa mungkin agar

tidak terjadi pemadaman di sisi konsumen.

Mutu (quality) merupakan kemampuan sistem untuk mengukur agar

kualitas tegangan dan frekuensi dari tenaga listrik dapat dijaga agar tetap

berada pada kisaran yang ditetapkan.

Pada pelaksanaan pengendalian operasi sistem tenaga listrik, urutan

prioritas dari sasaran di atas bisa berubah-ubah tergantung pada kondisi real

time. Pada saat terjadi gangguan, maka keandalan/sekuriti merupakan

prioritas utama sedangkan mutu dan ekonomi bukanlah yang utama.

Kemudian apabila keamanan dan mutu sudah bagus, maka selanjutnya

ekonomi yang harus diprioritaskan (Wikarsa, 2010:4).

2.1.3 Karakteristik Pembangkit Listrik

Mengenal karakteristik pembangkit listrik sangatlah penting guna

menekan pembiayaan bahan baku energi. Dengan mengenal karakteristik

pembangkit listrik maka pengaturan output pembangkit dapat diatur dengan

baik sehingga biaya bahan baku energi dapat diminimalisir. Berdasarkan

karakteristik pembangkit listrik, dapat dibuat model matematis untuk proses

optimasi agar dihasilkan biaya pembangkitan yang ekonomis.

11

Ada berbagai macam jenis pembangkit listrik. Pembangkit listrik tenaga

air (PLTA), pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), pembangkit listrik tenaga

gas alam (PLTG), pembangkit listrik tenaga panas bumi (PLTP), pembangkit

listrik tenaga diesel (PLTD), dan pembangkit listrik tenaga gas dan uap

(PLTGU).

Pembangkit listrik tersebut dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian

besar berdasarkan karakteristiknya yaitu pembangkit hidro (PLTA) dan

pembangkit thermal (PLTU, PLTG, PLTP, PLTD, PLTGU). Pengoptimasian

pada kedua klasifikasi pembangkit tersebut sangatlah penting guna

terpenuhinya kebutuhan beban dengan biaya yang minimum. Namun, di

antara dua karakteristik pembangkit tersebut, pembangkit thermal cukup

menjadi perhatian dikarenakan biaya bahan bakar/baku-nya yang tinggi dan

cukup sering berubah. Oleh karena itu, untuk lebih lanjutnya akan banyak

dibahas mengenai pembangkit thermal ini.

2.1.4 Optimasi Pembangkit Listrik

Pembagian beban pembangkit dalam suatu operasi sistem tenaga listrik

merupakan hal yang penting untuk mencapai suatu operasi yang optimal.

Diperlukan koordinasi dalam penjadwalan pembebanan besar daya listrik

yang dibangkitkan masing-masing pusat pembangkit listrik, sehingga

diperoleh biaya pembangkit yang minimum.

Terdapat dua pokok permasalahan yang harus dipecahkan dalam operasi

ekonomis pembangkitan pada sistem tenaga listrik yaitu :

1. Pengaturan Unit Pembangkit (Unit Commitment)

Penanganan biaya operasi pembangkit tenaga listrik bisa

diminimalkan dengan cara mencari kombinasi yang tepat dari unit

pembangkit yang ada. Hal ini dikenal dengan pengaturan unit

pembangkit. Pada pengaturan unit akan dibuat skema urutan prioritas,

yaitu metode pengoperasian unit pembangkit berdasarkan total biaya

rata-rata bahan bakar yang paling murah.

Pengaturan pembangkit menentukan unit mana yang aktif dan

unit mana yang tidak aktif dalam melayani beban sistem selama siklus

waktu tertentu. Dalam membuat pengaturan jadwal tersebut digunakan

pertimbangan teknis dan ekonomis. Dari sejumlah unit pembangkit

12

yang ada akan ditentukan unit mana saja yang beroperasi dan tidak

beroperasi pada jam tertentu sehingga dapat dibuat kombinasi operasi

dari unit-unit yang ada.

2. Penjadwalan Ekonomis (Economic Dispatch)

Penjadwalan ekonomis merupakan suatu usaha untuk menentukan

besar daya yang harus disuplai dari tiap unit generator untuk

memenuhi beban tertentu dengan cara membagi beban tersebut pada

unit-unit pembangkit yang ada dalam sistem secara optimal ekonomis

dengan tujuan meminimumkan biaya operasi pembangkitan.

Penjadwalan ekonomis yang merupakan salah satu pokok permasalahan

dalam operasi ekonomis sistem tenaga listrik ini akan dibahas lebih detail

khususnya dalam kasus pembangkit thermal pada penulisan ini

(Nadjamuddin, 2011:186-187).

2.1.5 Unit Pembangkit Thermal

Gambar 0.3 Sistem Pembangkit Thermal (Penangsang, 2011)

Gambar di atas merupakan suatu gambaran unit pembangkit thermal

bekerja. Terdapat boiler, turbin uap, dan generator sebagai alat-alat yang

mengubah bahan bakar menjadi energi listrik.

1. Karakteristik Input Output Pembangkit Thermal

Karakteristik ini memperlihatkan hubungan antara input

pembangkit sebagai fungsi dari output pembangkit. Persamaan

karakteristik input-output pembangkit menyatakan hubungan antara

jumlah bahan bakar yang dibutuhkan untuk menghasilkan daya

tertentu pada pembangkit listrik yang didekati dengan fungsi

binomial, yaitu :

13

Keterangan :

atau = input bahan bakar (Btu/jam)

= biaya bahan bakar per jam (Rp/jam)

= output daya pembangkit (MW)

= konstanta persamaan

Gambar 0.4 Kurva Karakteristik Input-Output Unit Thermal

Gambar diatas menunjukkan karakteristik input-output unit thermal

dalam bentuk yang ideal, digambarkan sebagai kurva non-linier yang

kontinu. Input dari pembangkit ditunjukkan pada sumbu tegak yaitu

energi panas yang dibutuhkan dalam bentuk Mbtu/h (million of btu

per hour) karena digunakan satuan British Temperatur Unit (apabila

menggunakan SI menjadi MJ/h atau Kcal/H) yang dapat dinyatakan

juga sebagai biaya total per jam (Rp/jam). Output dari pembangkit

ditunjukkan pada sumbu mendatar yaitu daya listrik yang memiliki

batas-batas berupa daya maksimum dan daya minimum pembangkit.

(Saadat, 1999:267)

2. Karakteristik Kenaikan Biaya/Panas Pembangkit Thermal

Karakteristik lain yang perlu untuk diketahui pada suatu

pembangkit thermal adalah karakteristik laju panas atau incremental

heat yang dapat juga dikatakan sebagai karakteristik kenaikan biaya.

Karakteristik ini merupakan suatu kemiringan (slope) dari

14

karakteristik input-output ( atau ) atau turunan pertama

dari karakteristik input-output.

Gambar 0.5 Kurva Karakteristik Kenaikan Biaya/Panas Unit Thermal

Pada karakteristik ini ditunjukkan nilai Btu per kWh atau Rp/kWh

terhadap daya keluaran dalam satuan MW. Lebih lanjutnya,

karakteristik ini digunakan untuk perhitungan pembebanan ekonomis

dari unit pembangkit. Jika persamaan input-ouput unit pembangkit

dinyatakan dalam pendekatan dengan menggunakan persamaan

kuadrat, maka karakteristik kenaikan biaya akan mempunyai bentuk

garis lurus.

(Saadat, 1999:267)

3. Karakteristik Efisiensi Terhadap Output

Karakteristik laju panas juga salah satu karakteristik yang perlu

diketahui. Pada karakteristik ini, input merupakan jumlah panas per

kilowattjam (Btu/kWh) dan output merupakan daya listrik dalam

satuan MW.

15

Gambar 0.6 Kurva Karakteristik Efisiensi terhadap Output

Karakteristik laju panas ini menunjukan kerja sistem dari sistem

pembangkit thermal seperti kondisi uap, temperatur panas, tekanan

kondensor, dan siklus aliran air secara keseluruhan. Pada kurva

terlihat bahwa efisiensi yang baik terletak pada limit maksimalnya.

(Adrianti, 2010)

2.2 Economic Dispatch pada Unit Pembangkit Thermal dengan Mengabaikan

Rugi-rugi Transmisi Karakteristik Pembangkit Listrik

Pada subbab 2.1.5 telah dibahas mengenai operasi pada unit pembangkit

thermal dimana terdapat berbagai kurva karakteristik. Di sini, perlu diperhatikan

mengenai kurva karakteristik input output yang nantinya akan menjadi dasar

permodelan fungsi biaya dalam Economic Dispatch, selain itu kurva incremental

heat juga penting untuk mengukur berapa besar biaya yang akan dikeluarkan

apabila jumlah daya ditambahkan.

Operasi sistem tenaga listrik pada frekuensi konstan dapat disebut juga

power balance, yaitu pembangkitan daya real sama dengan total beban ditambah

rugi-rugi transmisi, yang dituliskan sebagai berikut :

Namun, permasalahan Economic Dispatch pada penulisan ini akan dibatasi

yaitu tidak memperhitungkan adanya rugi-rugi transmisi pada rangkaian

pembangkit. Model permasalahan ini mengasumsikan bahwa hanya ada satu bus

16

dalam sistem yang menghubungkan beberapa generator/pembangkit yang ada

seperti pada gambar berikut :

Gambar 0.7 Pembangkit Terhubung Pada 1 Bus (Wood & Wollenberg,

1996:30)

Oleh karena itu persamaan di atas menjadi :

Dimana,

= = total daya dari pembangkit ke-

= total daya yang dibutuhkan

= total pembangkit

Permodelan biaya bahan bakar berkaitan dengan daya aktif yang diproduksi

pembangkit. Telah dibahas sebelumnya mengenai input pembangkit thermal

yang merupakan bahan bakar dan outputnya berupa daya aktif. Untuk

menghitung biaya pembangkitannya maka dari persamaan fungsi heatrate pada

subbab 2.1.5 akan dikalikan dengan harga kalor (didapat dari harga bahan bakar

dalam hal ini batubara dibagi dengan nilai kalornya). Oleh karena itu model

matematis fungsi biaya dapat ditulis sebagai berikut :

Keterangan :

= total biaya pembangkitan (Rp)

= fungsi biaya input-output dari pembangkit (Rp/jam)

17

= koefisien biaya dari pembangkit

= output pembangkit (MW)

= jumlah unit pembangkit

= indeks dari dispatchable unit

Jadi, seperti persamaan di atas, terlihat bahwa total biaya pembangkitan

merupakan jumlah dari fungsi biaya tiap pembangkit.

Masing-masing pembangkit memiliki batasan yang dirumuskan sebagai

berikut :

Batas atas suatu pembangkit berhubungan dengan rating thermal stator

generator. Sedangkan batas minimal suatu generator berhubungan dengan

operasi boiler yang menghasilkan uap untuk menggerakan turbin.

(Wood & Wollenberg, 1996:29-32)

2.3 Metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm

Metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm ini merupakan salah

satu metode yang mungkin masih asing terdengar karena merupakan suatu

evolusi baru dari algoritma komputasi yang penerapannya pada masalah

optimisasi. Metode ini termasuk dalam lingkup Bacteria Optimization

Algorithms and Swarm Optimization dan lebih luasnya lagi termasuk dalam

lingkup Computational Intelligence and Metaheuristics.

Metode ini terinspirasi dari pola hidup bakteri E. Coli yang hidup pada usus

besar manusia dan M.xanthus. Lebih spesifiknya lagi metode ini terinspirasi dari

pola chemotaxis yang akan mempersepsikan secara kimiawi adanya suatu nutrisi

dalam lingkungannya dan bergerak menuju atau menjauh sesuai dengan sinyal-

sinyal yang diterima bakteri tersebut.

Bakteri akan bergerak mencari makanannya dengan memperhatikan

konsentrasi nutrisi di sekitarnya. Bakteri akan mengeluarkan sinyal berupa suatu

bahan kimia yang bisa menarik atau menjauhkan dirinya dengan bakteri lainnya.

Bakteri bergerak menggunakan flagella-nya untuk menuju makanannya,

terkadang juga bergerak tidak beraturan yang disebut tumbling dan spinning dan

juga dapat bergerak beraturan yang disebut swimming.

18

2.3.1 Pola Hidup Bakteri

Pola hidup bakteri akan dijelaskan melalui empat langkah tingkah laku

bakteri yang diimplementasikan dalam Bacterial Foraging Optimization

Algorithm ini yaitu :

1. Chemotaxis :

Pada tahap ini, bakteri mencari konsentrasi nutrisi yang dibutuhkan

dan menghindari substansi yang berbahaya. Proses ini dilakukan dengan

pergerakan bakteri dari berguling, berlari hingga berenang. Pada langkah

inilah akan dicari biaya yang paling optimum. Langkah ini merupakan

bagian paling berpengaruh dalam keseluruhan algoritma metode ini.

Pertama-tama dilakukan inisialisasi posisi bakteri yaitu :

Langkah-langkah chemotaxis didefinisikan menjadi tumble yang diikuti

tumble atau tumble yang diikuti oleh run. merupakan jumlah bakteri

yang ada dalam populasi, merupakan langkah chemotaxis, merupakan

langkah reproduction dan merupakan langkah elimination dan dispersal.

Setelah mengatur inisialisasi posisi bakteri maka kemudian dihitung biaya

masing-masing bakteri yaitu .

Gambar 0.8 Fenomena Penggabungan Flagella Diperlihatkan pada Gambar

(a), Swimming dan Tumbling dari Bakteri E. Coli Diperlihatkan pada

Gambar (b) di medium netral, dan pada Gambar (c) Dimana Ada Perubahan

Konsentrasi Nutrisi, Pada Gambar Terlilhat dari Gradiasi dimana Bagian

Lebih Gelap Memiliki Konsentrasi Nutrisi Lebih Padat (Gazi & Passino,

2010:234)

19

Bakteri akan mulai bergerak mencari makanannya. Pergerakan bakteri

disetiap langkah chemotaxis-nya dapat dirumuskan sebagai berikut :

Dimana :

= posisi vektor dari bakteria ke-, pada step chemotaxis ke- ,

pada step reproduction ke-k, dan pada step elimination dan

dispersal ke- .

= besar step yang didapat pada saat bakteri bergerak random.

= vektor arah pada step chemotaxis ke- , ketika bakteri berenang atau

berlari, sama dengan sebelumnya, selain itu adalah vektor

yang nilainya random antara [-1,1]

2. Swarming :

Bakteri yang lolos di tahap chemotaxis merupakan bakteri yang sehat

yang akan berenang menuju suatu tujuan hingga kondisinya tidak

memungkinkan lagi. Bakteri yang sehat cenderung akan berkumpul

bersama sehingga mereka akan mencapai tujuannya (solusi yang

diinginkan) dengan lebih cepat. Permodelan matematika dari pola

swarming ini dirumuskan sebagai berikut :

Dimana :

= ukuran dari banyaknya bakteri yang bergerombol

= suatu titik pada lingkup ruang

= dimensi ruang

= kedalaman dari materi penarik (attractant) atau penolak (repellant)

dimana bakteri berkomunikasi

20

= lebar dari materi penarik (attractant) atau penolak (repellant) dimana

bakteri berkomunikasi

dan merupakan dua koefisien yang berbeda yang

nilainya masing-masing ditentukan.

3. Reproduction :

Kesehatan dari bakteri dirumuskan sebagai berikut :

Dimana :

= step maksimal pada step chemotaxis

Pada tahap reproduction ini, bakteri diurutkan berdasarkan

kesehatannya, mulai dari yang paling bagus hingga yang tidak. Bakteri

yang paling buruk kesehatannya akan mati dan sisanya yang sehat akan

membelah diri menjadi dua dan ditempatkan di lokasi yang sama di

lingkup pencarian sehingga populasi bakteri tetap sama. Hal ini

dirumuskan dengan , dimana diasumsikan bahwa merupakan

bilangan positif yang genap. Proses reproduction ini mempercepat

kekonvergensian pada problem statik tapi tidak pada lingkungan yang

dinamis.

4. Elimination and Dispersal :

Di tahap ini, hasil chemotaxis akan terlihat dengan ditempatkannya

bakteri-bakteri pada nilai terdekat yang dibutuhkan. Proses dispersal akan

terjadi pada angka tertentu yang dihasilkan oleh proses reproduction.

Setiap bakteri, berdasarkan probabilitas yang ditentukan, akan tercerai-

berai dari posisi sebelumnya dan pindah ke posisi yang paling bagus dalam

lingkup pencarian. Elimination dan dispersal ini berguna untuk

menghindari konvergensi dini/tidak sempurna atau terjebak dalam local

optima.

(Gazi & Passino, 2011:238-241)

21

2.3.2 Algoritma Metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm

Inisialisasi semua parameter yaitu dan

. Jika menggunakan swarming maka juga harus

menginisialisasi parameter cell-to-cell attractant ( ).

Selain itu juga harus menginisialisasi posisi bakteri .

Berikut langkah-langkahnya :

1. Looping Elimination-Dispersal

2. Looping Reproduction :

3. Looping Chemotaxis :

a. ikuti langkah chemotaxis untuk setiap bakteri ke-i

sebagai berikut :

b. Hitung . Kemudian tambahkan cell-to-cell attraction.

c. kemudian simpan nilai ini.

d. Tumble : buatlah vektor random dengan setiap elemen

merupakan nomor random dari [-1,1]

e. Pindah : Hitunglah

f. Hitung , lalu

.

g. Swim (perlu diketahui bahwa digunakan aproksimasi karena swimming

setiap bakteri diasumsikan bahwa bakteri pertama bergerak terlebih

dahulu dan bakteri selanjutnya belum bergerak):

i. Buat counter swimming,

ii. Selama , maka

-

- Jika , maka dan

hitung

22

unakan untuk menghitung yang baru

seperti yang telah dilakukan di langkah f.

- Jika tidak maka . Ini merupakan akhir looping.

h. Lanjutkan ke bakteri selanjutnya jika

4. Jika kembali ke langkah ke-tiga. Chemotaxis masih berlanjut karena

hidup bakteri belum berakhir.

5. Reproduction :

a. Untuk dan dan setiap :

Merupakan kesehatan bakteri ke-. Urutkan bakteri berdasarkan health-nya

secara ascending.

b. Bakteri dengan yang tinggi akan mati, sedangkan bakteri

yang lain, yang memiliki nilai minimum akan membagi diri menjadi dua.

6. Jika maka kembali ke langkah ke-dua. Jumlah langkah

reproduction masih belum selesai sehingga dimulai lagi kembali masuk ke

langkah chemotaxis.

7. Elimination-Dispersal: dengan probabilitas

elimination dan dispersi setiap bakteri (hal ini membuat jumlah bakteri dalam

populasi tetap konstan). Dalam pelaksanaanya, jika mengelimination salah

satu bakteri, maka letakan lagi satu bakteri ke dalam ruang lingkup pencarian.

8. Jika maka kembali ke langkah pertama. Jika tidak maka selesai.

(Gazi & Passino, 2011:242-243)

2.3.3 Panduan Memilih Inisialisasi Parameter

Inisialisasi parameter cukup berpengaruh dalam keseluruhan kinerja

metode Bacterial Foraging Optimization Algorithm ini. Pertama-tama adalah

inisialisasi jumlah bakteri yaitu . Semakin besar jumlah tentunya akan

menambah kompleksitas algoritma ini. Namun, hasil yang didapat bisa lebih

akurat karena ada banyaknya jumlah bakteri, ada kemungkinan terdapat

bakteri dalam lingkup yang dekat dengan titik optimum.

23

Selanjutnya menentukan nilai step bakteri pada proses tumble, yaitu

. Jika terlalu besar, ada kemungkinan bakteri akan

melewati begitu saja titik optimumnya. Namun jika terlalu kecil maka

konvergensi algoritma akan berjalan lambat, meskipun hasilnya bisa lebih

memuaskan.

Nilai-nilai parameter dari cell-to-cell attractant seperti

juga harus diperhatikan karena mendefinisikan

karakteristik swarming-nya. Jika kedalaman attractant besar dan cukup

dalam, maka bakteri akan memiliki kecenderungan untuk swarming, sehingga

melupakan tugasnya untuk mencari titik-titik minimum lain yang

memungkinkan. Sedangkan jika kedalaman attractant kecil dan dangkal

maka yang akan terjadi adalah sebaliknya.

Parameter yang penting lainnya adalah langkah chemotaxis yaitu .

Semakin besar maka semakin banyak proses optimisasi namun program

pun akan menjadi lebih kompleks. Semakin kecil , membuat hasil yang

didapatkan belum tentu yang paling optimum. Di dalam juga terdapat

yaitu banyaknya langkah bakteri berenang. Parameter ini sangat

menunjang langkah chemotaxis-nya, karena semakin banyak bakteri berenang

maka hasil yang didapatkan bisa lebih optimal.

Jika cukup besar, maka nilai akan mempengaruhi jalannya

algoritma untuk tidak mempedulikan daerah yang buruk dan hanya fokus

pada daerah yang bagus nutrisinya. Jika terlalu kecil maka pada

algoritma akan tejadi konvergensi prematur. Namun, yang besar tentu

akan menambah kompleksitas perhitungannya.

Nilai yang rendah berarti algoritma tersebut tidak terlalu bergantung

pada pencarian nilai random pada kejadian elimination-dispersal untuk

mencari daerah yang paling baik. Nilai yang tinggi tentu meningkatkan

kompleksitas perhitungan, namun membuat bakteri dapat mencari lebih jauh

lingkungan yang nutrisinya lebih baik lagi. yang terlalu besar dapat

membuat pencarian nilai random yang terlalu banyak sehingga proses pun

24

semakin kompleks. Namun, jika nilai ini dipilih dengan benar maka

proses algoritma ini dapat terhindar dari local optima atau global optimum.

(Gazi & Passino, 2011:244)

2.4 Interaksi Manusia dan Komputer (IMK)

Dalam bukunya, Shneiderman & Plaisant (2010:4-5), menuliskan bahwa

interaksi antara manusia dan komputer dimulai dari menggabungkan suatu

metode pengumpulan data dan susunan pengalaman intelektual dengan suatu

tools yang dikembangkan dari computer science. Komputer dan user interface

menjadi suatu dasar dari perkembangan pesat berbagai bidang profesi. Dari sini

terlihat bahwa interaksi manusia dan komputer menjadi sangat penting karena

merupakan suatu dasar pembelajaran mengenai hubungan antara manusia dan

komputer yang meliputi perancangan, evaluasi, dan implementasi antarmuka

pengguna komputer (user interface) agar mudah digunakan oleh manusia

tersebut.

Dalam mendesain sistem terdapat aturan yang terkenal dan menjadi dasar

dari perancangan sebuah interface sistem. Aturan tersebut dikenal dengan

sebutan delapan aturan emas (8 Golden Rules) yaitu (Shneiderman & Plaisant,

2010: 88-89) :

1. Berusaha untuk konsisten

Diperlukan suatu urutan aksi yang konsisten pada situasi yang sama.

Konsistensi ini diperlukan pada promps, menus, dan layar bantu. Hal-hal

yang perlu diperhatikan untuk dijaga tetap konsisten adalah warna, layout,

huruf kapital, jenis huruf, dan sebagainya.

2. Memungkinkan penggunaan secara universal

Masing-masing pengguna memiliki perbedaan misalnya saja usia dan

kemampuan. Ada pengguna yang pemula (novice) dan ada pula pengguna

yang ahli (expert). Oleh karena itu dibutuhkan rancangan yang dapat

memfasilitasi perubahan konten sesuai dengan kemampuan pengguna.

Misalnya saja penambahan fitur penjelasan untuk pemula atau fitur shortcut

untuk yang ahli.

3. Memberikan umpan balik yang informatif

Diharapkan adanya suatu umpan balik atau tanggapan dari sistem atas

setiap tindakan yang dilakukan pengguna. Untuk tindakan yang sering

25

dilakukan dan tidak membutuhkan banyak aksi maka umpan balik dapat

dibuat sederhana. Sedangan tindakan yang jarang dilakukan dan

membutuhkan banyak asli sebaiknya dibuat umpan balik yang lebih banyak,

lengkap dan jelas.

4. Merancang dialog yang memberikan penutupan (keadaan akhir)

Sebuah aksi hendaknya dilakukan secara terurut yang dikelompokan

mulai dari awal, tengah, dan akhir. Umpan balik yang informatif akan

memberikan tanda yang jelas pada akhir suatu aksi yang mengindikasikan

bahwa itu merupakan akhir dari aksi tersebut dan siap untuk melanjutkan ke

proses selanjutnya.

5. Memberikan pencegahan kesalahan dan penanganan kesalahan sederhana

Sebisa mungkin rancangan suatu sistem dibuat agar pengguna tidak dapat

membuat suatu kesalahan yang serius. Apabila pengguna membuat suatu

kesalahan maka sistem dapat mendeteksi error tersebut dan menawarkan

penanganan error yang mudah, konstruktif dan spesifik untuk

memperbaikinya.

6. Memungkinkan untuk kembali ke aksi sebelumnya

Sebuah aksi seharusnya dapat dikembalikan ke kondisi sebelum aksi

tersebut berjalan. Adanya fitur ini akan membuat pengguna merasa lega

karena bisa membatalkan suatu aksi yang dapat membuat terjadinya suatu

error.

7. Mendukung pusat kendali internal

Pengguna seharusnya menjadi orang yang mengendalikan sistem dimana

sistem akan selalu merespon setiap aksi yang dijalankan, bukan menjadi

orang yang dikendalikan oleh sistem tersebut.

8. Mengurangi beban ingatan jangka pendek

Manusia memiliki keterbatasan memori jangka pendek sehingga

diharapkan sebuah sistem memiliki tampilan yang sesederhana mungkin,

beberapa halaman dapat disatukan, frekuensi pergerakan window dikurangi,

dan harus ada waktu yang cukup bagi pengguna untuk mempelajari kode-

kode, singkatan, serta urutan aksi. Selain itu juga akses online untuk perintah

dan sintaks, kode, dan informasi lainnya sebaiknya tersedia.

Setelah mengetahui aturan-aturan yang penting dalam merancang sebuah

sistem antarmuka, perlu juga mengetahui suatu ukuran yang digunakan dalam

26

mengevaluasinya. Faktor manusia sangat berperan dalam hal ini karena tujuan

dibuatnya sistem antarmuka ini agar pengguna dapat berinteraksi dengan mudah.

Terdapat lima kategori yang dijadikan ukuran evaluasi antarmuka ini yaitu

(Shneiderman & Plaisant, 2010: 32)

1. Waktu pembelajaran (time to learn)

Berapa lama waktu yang dibutuhkan oleh anggota dari komunitas pengguna

untuk mempelajari cara menggunakan perintah-perintah yang digunakan

untuk menyelesaikan suatu tugas.

2. Kecepatan kinerja (speed of performance)

Berapa lama waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah tugas.

3. Tingkat kesalahan pengguna (rate of errors by users)

Berapa banyak dan apa saja jenis kesalahan yang terjadi saat pengguna

mengerjakan tugasnya. Meskipun waktu untuk membuat dan memperbaiki

kesalahan dapat dimasukkan ke dalam kecepatan kinerja, namun penanganan

kesalahan merupakan hal yang sangat penting dalam penggunaan antarmuka

dan membutuhkan pembelajaran yang lebih mendalam.

4. Daya ingat jangka panjang (retention over time)

Seberapa baik pengguna mempertahankan pengetahuannya dan tetap

mengingatnya setelah sejam, sehari atau bahkan seminggu. Daya ingat sering

dikaitkan dengan waktu pembelajaran dan biasanya frekuensi penggunaan

memainkan peranan yang penting.

5. Kepuasan subjektif (subjective satisfication)

Seberapa besar rasa suka pengguna terhadap berbagai aspek interface. Hal ini

dapat diketahui dengan melakukan wawancara atau survey kepada pengguna.

2.5 Flowchart

2.5.1 Pengertian dan Jenis Flowchart

Flowchart merupakan gambar atau bagan yang memperlihatkan suatu

algoritma, urutan dan hubungan antar proses beserta instruksinya, yang

menjelaskan urutan proses tersebut dalam berbagai jenis simbol dan

menghubungkannya dengan garis penghubung. Flowchart merupakan

langkah awal pembuatan program yang membuat urutan proses lebih jelas

sehingga membantu analis dan programmer lebih mudah berkomunikasi,

27

menganalisis dan memecahkan permasalahan, menambahkan suatu proses,

atau memproses dokumentasi.

Ada beberapa jenis flowchart, diantaranya adalah :

1. Bagan alir sistem (systems flowchart)

Bagan alir sistem dapat didefinisikan sebagai bagan yang

menunjukan alur kerja atau apa yang sedang dikerjakan di dalam sistem

secara keseluruhan dan menjelaskan urutan dari prosedur-prosedur yang

ada di dalam sistem.

2. Bagan alir program (program flowchart)

Bagan alir program ini dihasilkan dari bagan alir sistem yang

merupakan keterangan yang lebih rinci tentang bagaimana setiap langkah

program atau prosedur sesungguhnya dilaksanakan dalam urutan yang

tepat saat terjadi. Bagan alir program terdiri dari dua macam, yaitu bagan

alir logika program (program logic flowchart) dan bagan alir program

komputer terinci (detailed computer program flowchart).

(Nilawati, 2009)

2.5.2 Simbol dan Notasi Flowchart

Simbol dan notasi flowchart merupakan alat bantu yang menggambarkan

proses dalam program. Simbol-simbol yang biasa dipakai adalah simbol

standar yang dikeluarkan oleh ANSI dan ISO. Simbol ini dibagi menjadi tiga

kelompok yaitu (Nilawati, 2009):

1. Flow direction symbols

Simbol ini digunakan untuk menghubungkan antara simbol yang satu

dengan simbol lainnya.

28

Tabel 0.1 Flow Direction Symbols

Simbol Keterangan

Simbol arus/flow : menyatakan jalannya arus suatu proses

Simbol communication link : menyatakan transmisi data

dari suatu lokasi ke lokasi lain

Simbol connector : menyatakan sambungan dari proses ke

proses lainnya dalam halaman yang sama

Simbol offline connector : menyatakan sambungan dari

proses ke proses lainnya dalam halaman yang berbeda

2. Processing Symbols

Simbol ini menunjukkan jenis operasi pengolahan dalam suatu prosedur.

Tabel 0.2 Processing Symbols

Simbol Keterangan

Simbol process : menyatakan suatu tindakan/proses yang

dilakukan oleh komputer

Simbol decision : menunjukkan suatu kondisi tertentu yang

akan menghasilkan dua kemungkinan (ya/tidak)

Simbol terminal : menyatakan permulaan atau akhir suatu

program

Simbol predefined process : menyatakan penyediaan

tempat penyimpanan suatu pengolaha untuk memberi

harga awal

Simbol manual : menyatakan suatu tindakan/proses yang

tidak dilakukan oleh komputer

29

3. Input/Output Symbols

Simbol ini menunjukkan jenis peralatan yang digunakan sebagai media

input atau output.

Tabel 0.3 Input/Output Symbols

Simbol Keterangan

Simbol input/output : menyatakan proses input atau

output tanpa tergantung jenis peralatannya

Simbol manual input : memasukkan data secara manual

dengan menggunakan online keyboard

Simbol punched card : menyatakan input yang berasal

dari kartu atau output ditulis ke kartu

Simbol disk storage : menyatakan input berasal dari disk

atau output disimpan ke disk

Simbol magnetic tape : menyatakan input berasal dari

pita magnetis atau output disimpan ke dalam pita

magnetis

Simbol display : mencetak keluaran dalam layar monitor

Simbol document : mencetak keluaran dalam bentuk

dokumen (melalui printer)

2.6 Perangkat Lunak Berbasis Web dan Bahasa Pemrograman

2.6.1 Perangkat Lunak

Definisi software adalah :

a. Sebuah instruksi yang ketika dieksekusi akan menampilkan fitur-fitur,

fungsi, dan sebuah tampilan yang diinginkan

b. Struktur data yang dapat membuat sebuah program memanipulasi

informasi

30

c. Deskripsi informasi baik dalam bentuk nyata ataupun semu yang

menjelaskan tentang operasi dan kegunaan program.

(Pressman, 2010:4)

2.6.2 Web Application

Terdapat tujuh cakupan perangkat lunak komputer yang sampai saat ini

masih terus dikembangkan, di antaranya adalah aplikasi web. Aplikasi web

yang biasa disebut WebApps merupakan kategori perangkat lunak yang

berpusat pada jaringan yang dapat menjangkau susunan aplikasi secara luas.

Secara sederhana, WebApps merupakan kumpulan dari berkas-berkas

hypertext yang menampilkan informasi menggunakan tulisan dan gambar

yang terbatas. Saat web terus dikembangkan dan muncul Web 2.0 yang

merupakan perkembangan dari Web 1.0, web dapat berinteraksi lebih baik

dengan pengguna. WebApps telah berevolusi menjadi suatu lingkungan

komputerisasi yang menarik yang tidak hanya menyediakan fitur-fitur

mandiri, fungsi komputer, dan isi kepada pengguna, namun juga dapat

terhubung dengan database dan dapat digunakan sebagai aplikasi bisnis, yang

artinya lebih interaktif terhadap pengguna.

WebApps yang telah berevolusi dan berkembang hingga kini, memang

merupakan salah satu kategori software. Namun, Powell mengatakan bahwa

WebApps berbeda karena WebApps merupakan campuran antara publikasi

tercetak dan pengembangan perangkat lunak, antara pemasaran dan

komputerisasi, antara komunikasi internal dan hubungan external, dan antara

seni dan teknologi. Atribut-atribut di bawah ini merupakan hal-hal yang

berpengaruh dalam keseluruhan WebApps, yaitu (Pressman, 2010:11-12) :

1. Network Intensiveness

WebApps tak dapat dipisahkan dari jaringan karena berada dalam

jaringan itu sendiri, dimana banyak kebutuhan yang harus dilayani.

Jaringan tersebut tentunya harus dapat melayani pengguna darimana saja

dan kapan saja, sehingga harus dapat diakses secara mendunia ataupun

diakses secara terbatas.

2. Concurrency

31

Banyak pengguna yang dapat mengakses WebApps secara bersamaan

pada suatu waktu.

3. Unpredictable Load

Banyaknya pengguna tidak dapat diprediksi karena bisa saja hari ini

hanya 1000 pengguna dan besok bisa terdapat lebih dari 10.000

pengguna.

4. Performance

Performa dari WebApps perlu diperhatikan misalnya saja dalam hal

mengakses sebuah situs apakah pengguna harus menunggu loading yang

lama atau tidak. Tentunya pengguna tidak akan mau berlama-lama

menunggu loading.

5. Availability

Ketersediaan di sini maksudnya adalah bahwa pengguna menginginkan

akses 24/7/365 atau dengan kata lain 100 persen situs yang diakses selalu

tersedia. Padahal, bisa saja situs tersebut sedang dalam masa

pemeliharaan / maintenance.

6. Data Driven

Fungsi utama sebuah WebApps adalah untuk menampilkan pesan berupa

tulisan, gambar, suara atau video kepada pengguna. Dimana perlu sebuah

tempat penyimpanan yang cukup besar yang bisa menampungnya seperti

database yang letaknya terpisah dari pemrograman web.

7. Content Sensitive

Perlu diperhatikan kualitas dan keindahan konten yang akan ditampilkan

dalam sebuah WebApps.

8. Continuous Evolution

Perubahan yang terjadi dalam WebApps bisa terjadi setiap detiknya guna

memenuhi kebutuhan pengguna.

9. Immediacy

WebApps dapat dibuat dan diluncurkan dalam waktu yang relatif lebih

cepat dibandingkan aplikasi software lainnya.

10. Security

Pengguna WebApps sangatlah banyak dan tak terbatas, oleh karena itu

dibutuhkan sistem keamanan yang kuat untuk mencegah terjadinya hal-

hal yang tidak diinginkan.

32

11. Aesthetics

Keindahan tampilan merupakan hal utama yang akan langsung terlihat

oleh pengguna, yang membuatnya menarik untuk digunakan. Oleh

karena itu, hal keindahan dan kemudahan interaksinya dengan pengguna

menjadi salah satu hal penting yang tak boleh diabaikan.

2.6.3 Pemrograman Web dengan PHP

Dalam pembuatan sebuah aplikasi berbasis web, tentu HTML tidak dapat

dikesampingkan. Sebuah halaman web yang hanya dibuat dari HTML bersifat

statis. Semua pengguna melihat halaman yang sama. Tentu hal ini akan

bertolak belakang dengan prinsip-prinsip web application. Oleh karena itu

diperlukan halaman web yang bersifat dinamis dimana pengguna yang

berbeda dapat melihat halaman web yang berbeda. Contohnya saja pengguna

A yang melihat halaman sebuah web dan memilih kategori makanan,

sedangkan pengguna A melihat halaman web yang sama dan memilih

kategori pakaian. Kedua pengguna tersebut mengakses halaman web pada

waktu yang bersamaan tapi dapat melihat halaman kategori yang berbeda.

Untuk membuat hal ini menjadi mungkin, maka diperlukan bahasa lain

sebagai tambahan dari HTML.

Salah satu bahasa untuk membuat web menjadi dinamis adalah

JavaScript. JavaScript sangat berguna untuk berbagai kepentingan seperti

fungsi mouse-overs atau memvalidasi informasi yang pengguna masukkan ke

dalam formulir pada web. JavaScript lebih banyak digunakan untuk interaksi

dengan user. Namun, JavaScript kurang interaktif dengan database.

PHP merupakan salah satu bahasa yang sangat cocok dengan keperluan

database. PHP dapat menerima dan memvalidasi informasi yang user

masukkan dalam formulir web dan juga memasukkannya ke database. PHP

erat kaitannya dengan MySQL sebagai database.

PHP merupakan bahasa scripting yang didesain khusus untuk

menciptakan web yang dinamis. PHP memiliki banyak fitur yang membuat

desain sebuah web menjadi lebih indah dan lebih mudah dibuat.

PHP merupakan singkatan dari HyperText Preprocessor. Pada awal

pengembangannya oleh Rasmus Lerdorf, PHP ini dikenal dengan nama

Personal Home Page tools. Saat PHP menjadi lebih terkenal, namanya

33

kemudian disesuaikan. PHP memiliki sintaks yang mirip dengan bahasa C.

Oleh karena itu, bagi pengguna yang pernah belajar bahasa C, tidak akan

merasa kesulitan untuk memulai belajar PHP.

Kepopuleran PHP berkembang dikarenakan banyaknya keuntungan yang

didapat pengguna. Beberapa di antaranya adalah :

1. Performance : PHP ini sangat cepat. Karena di-embedd pada koding

HTML, maka waktu responnya cenderung cepat.

2. Scalability : Rasmus Lerdorf sering menyebut bahwa PHP adalah

“shared-nothing” architecture. Artinya adalah, pengguna PHP dapat

mengimplementasikan PHP dengan efektif dan murah untuk skala yang

besar.

3. Database Integration : PHP memiliki kemampuan koneksi langsung ke

berbagai sistem database. Seslain MySQL, PHP juga bisa dikoneksikan

ke PostgreSQL, Oracle, dbm, FilePro, DB2, Hyperwave, Informix,

InterBase, dan Sybase.

4. Built-in Libraries : PHP didesain untuk merancang web, sehingga

memiliki banyak fungsi untuk membuat web yang baik.

5. Cost : PHP dapat diunduh gratis dan langsung digunakan untuk

keperluan pembuatan web (open source).

6. Ease of Learning PHP : Sintaks pada PHP merupakan sintaks dasar yang

dapat dijumpai pada bahasa C atau Perl.

7. Object-Oriented Support : PHP versi 5 memiliki fitur object-oriented

yang baik dan lengkap.

8. Portability : PHP tersedia untuk berbagai sistem operasi.

9. Flexibility of Development Approach : PHP akan mempermudah

pengerjaan tugas yang pada dasarnya mudah dan beradaptasi untuk

mengerjakan tugas yang rumit menggunakan framework seperti Model

View Controller.

10. Source Code : PHP berbasis open source sehingga penggunanya tidak

perlu menunggu hadirnya patch terbaru PHP untuk dapat memodifikasi

source code sesuai dengan keinginan pengguna.

11. Availability of Support and Documentation : Dokumentasi PHP dan

komunitas penggunanya memiliki banyak informasi yang dapat dilihat

oleh pengguna.

34

(Welling & Thomson, 2009:4-6)

2.6.4 Object-Oriented PHP

Dalam pembahasan perangkat lunak berorientasi objek, objek merupakan

sebuah benda ataupun konsep, sesuatu yang terlihat secara fisik seperti meja

atau pelanggan, atau suatu objek konseptual yang ada di dalam sebuah

perangkat lunak, seperti area input tulisan atau dokumen yang tersimpan.

Umumnya, orang akan lebih tertarik pada objek yang nantinya akan

diperlihatkan dalam sebuah perangkat lunak.

Sebuah perangkat lunak berorientasi objek memiliki attributes dan

operations. Attributes adalah properti atau variabel yang berhubungan dengan

objek, sedangkan operations adalah method, aksi atau fungsi dimana objek

dapat memodifikasi dirinya atau menjalankan fungsi tertentu.

Objek-objek dapat dikelompokkan ke dalam suatu class. Class

merepresentasikan kumpulan objek yang berbeda satu sama lain namun

memiliki satu kesamaan. Sebuah class berisi objek-objek yang memiliki

operasi yang sama, memiliki tingkah laku yang sama dan juga attribut yang

mempresentasikan hal yang sama, meskipun nilai dari attribut-attribut

berbeda antar objeknya.

Salah satu keuntungan terbesar perangkat lunak berorientasi objek adalah

kemampuan untuk mendukung adanya encapsulation atau dikenal juga

dengan penyembunyian data. Akses data di dalam objek hanya tersedia

melalui operasi objek, atau interface dari objek. Selain itu, pemrograman

berorientasi objek ini juga dapat membantu mengatur kompleksitas suatu

proyek, meningkatkan kegunaan kembali code yang ada, dan meminimalisir

biaya pemeliharaan.

(Welling & Thomson, 2009:160-161)

2.6.5 Waterfall Model

Proses merupakan kumpulan dari aktivitas, aksi dan tugas yang

dilaksanakan untuk membuat suatu produk. Aktivitas akan langsung

mencapai tujuannya dan digunakan untuk aplikasi, besarnya sebuah proyek,

kompleksitas usaha, dan rekaya perangkat lunak apa yang akan digunakan.

Aksi meliputi kumpulan tugas-tugas untuk membuat suatu produk. Tugas

35

memfokuskan diri pada detail sasaran yang sudah terbentuk untuk

menghasilkan hasil yang nyata.

Proses itu sendiri hanyalah sebuah definisi yang mendeskripsikan

bagaimana pembuatan sebuah produk (misalnya software) dilakukan. Untuk

menjalankan proses tersebut maka dibuatlah suatu kerangka proses (process

framework). Kerangka proses ini merupakan fondasi dasar untuk

menghasilkan suatu rekayasa piranti lunak yang lengkap dengan cara

mengindentifikasi sejumlah aktivitas yang dapat digunakan untuk seluruh

proyek perangkat lunak, tidak peduli ukuran dan kompleksitasnya.

Pada umumnya, kerangka proses terdiri dari 5 aktivitas yaitu :

1. Communication

Sebelum projek dapat mulai dikerjakan, penting untuk mengetahui

kebutuhan yang menjadi tujuan dibuatnya projek tersebut. Oleh karena

itu, komunikasi dan kolaborasi sangatlah penting untuk mengetahui hal-

hal apa saja yang dibutuhkan untuk memenuhi tujuan software seperti

misalnya fungsi dan fitur yang diinginkan ada pada software.

2. Planning

Untuk membangun sebuah projek software yang merupakan hal yang

kompleks, diperlukan suatu peta atau panduan sehingga tugas-tugas yang

ada dapat dikerjakan secara tersusun dan terpadu. Panduan yang disebut

software project plan tersebut akan mendeskripsikan tugas-tugas teknikal

yang harus dilakukan, resikonya, sumber-sumber yang dibutuhkan,

bagian-bagian produk yang harus dihasilkan, dan jadwal pekerjaan.

3. Modelling

Pekerjaan apapun membutuhkan suatu model agar lebih mudah melihat

bentuk nyata dari produk yang akan dihasilkan. Model tersebut misalnya

saja berupa gambar sketsa perkiraan bentuk produk tersebut akan seperti

apa. Dalam pembuatan software, model akan membuat pemahaman akan

kebutuhan software menjadi lebih dalam dan desainnya juga membantu

dalam mencapai tujuan tersebut.

4. Construction

Pada bagian ini akan dibuat suatu code atau biasa disebut coding yang

merupakan bantuan secara komputasi. Setelah itu hasil coding-an

36

tersebut akan diuji apakah ada kesalahan yang harus diperbaiki atau

tidak.

5. Deployment

Produk software yang telah jadi akan dipublikasikan untuk dicoba oleh

konsumen yang akan membantu mengevaluasi hasil produk tersebut

untuk dijadikan feedback demi perkembangan produk selanjutnya.

Terkadang ada kalanya saat kebutuhan yang diperlukan dalam sebuah

penyelesaian permasalahan dapat dimengerti dengan mudah, saat pekerjaan

mengalir begitu saja dari communication hingga deployment dalam garis

lurus. Situasi ini dapat terjadi ketika membuat sebuah sistem yang diadaptasi

dengan baik atau penambahan pada sistem yang telah ada. Hal ini juga dapat

terjadi pada usaha pembuatan sebuah program baru namun hanya jika

kebutuhan permasalahan jelas dan stabil.

Waterfall model yang terkadang disebut classic life style, menyarankan

pendekatan sistematis dan berurutan dalam membuat sebuah software.

Pembuatan software tersebut dimulai dari spesifikasi dan kebutuhan user dan

diproses lebih lanjut melalui planning, modeling, construction, dan

deployment, kemudian diakhiri dengan dukungan yang akan selalu diberikan

setelah software tersebut jadi. Berikut merupakan gambaran waterfall model.

(Pressman, 2010: 39)

Gambar 0.9 Waterfall Model Process (Pressman, 2010:39)

2.7 Unified Modelling Language (UML)

Dalam bukunya, Whitten & Bentley (2007: 371) mengatakan bahwa UML

versi 2.0 sekumpulan konvensi pemodelan yang digunakan untuk menentukan

atau menggambarkan sebuah sistem piranti lunak yang terkait dengan objek.

UML dapat diibaratkan sebagai blueprints sebuah perangkat lunak. UML

digunakan untuk memvisualisasikan, menspesifikasikan, mengkonstruksi dan

mendokumentasi sebuah perancangan perangkat lunak. Dengan kata lain, seperti

37

halnya para arsitek yang membuat rancangan blueprints dalam membangung

proyeknya, ‘arsitek’ perangkat lunak juga membuat diagram UML untuk

membantu perancang perangkat lunak membuat perangkat lunaknya.

Terdapat 13 macam diagram UML yang masing-masing memiliki fungsi

dan tujuan berbeda dalam perancangan suatu perangkat lunak. Dalam

pengembangan perangkat lunak, tidak selalu harus ke-13 diagram tersebut

digunakan. Cukup digunakan sesuai yang dibutuhkan dengan syarat sudah dapat

menggambarkan proses pengembangan sistem dengan jelas sesuai dengan

tujuannya.

Pada penulisan ini, penulis menggunakan 4 diagram UML yang dibutuhkan

yaitu use case diagram, activity diagram, class diagram, dan sequence diagram.

2.7.1 Use Case Modelling

Use case modelling mendeskripsikan bagaimana seorang user

berinteraksi dengan sistem dengan cara mendefinisikan langkah-langkah yang

dibutuhkan untuk mencapai tujuan. Misalnya saja burning suatu list lagu ke

dalam sebuah CD. Use case modelling terbagi menjadi 2 bagian yang saling

berkaitan yaitu use case diagram dan use case narrative.

2.7.1.1 Use Case Diagram

Use case diagram merupakan suatu diagram yang menggambarkan

interaksi antara sebuah sistem internal, eksternal dan penggunanya.

Dengan kata lain, diagram ini menggambarkan siapa yang akan

menggunakan sistem dan dengan cara yang seperti apa pengguna akan

berinteraksi dengan sistem (Whitten & Bentley, 2007:246)

Gambar 0.10 Use Case Diagram (Whitten & Bentley, 2007:246)

38

Terdapat 3 komponen utama dalam use case modelling yaitu:

1. Use case (Skenario)

Use case mendeskripsikan fungsi dari sebuah sistem dari perspektif

pengguna dalam kondisi yang dimengerti oleh pengguna. Use case

digambarkan dalam bentuk horizontal elips dengan nama use case

di bagian dalam, atas atau bawah horizontal elips tersebut.

2. Actor

Use case akan bekerja jika dijalankan oleh pengguna yang disebut

actor. Aktor merupakan pengguna yang akan berinteraksi dengan

sistem untuk saling bertukar informasi. Aktor digambarkan berupa

stick figure, dengan label peran actor/user dalam sistem.

Gambar 0.12 Simbol Actor

3. Relationship

Relationship merupakan hubungan dari actor dan use case yang

digambarkan dalam bentuk garis. Arti dari hubungan ini bisa

berbeda tergantung dari bentuk garis dan tipe simbol yang

dihubungkan. Berikut beberapa tipe hubungan dalam use case

diagram.

a. Associations

Hubungan antara use case dan aktor terjadi ketika use case

menjelaskan interaksi antara kedua simbol tersebut.

Associations digambarkan berupa garis solid yang

Use case 1

Gambar 0.11 Simbol Use Case

39

menghubungkan use case dengan aktor. Garis yang memiliki

anak panah berarti aktor berperan sebagai pelaku dari use case,

sedangkan garis tanpa anak panah berarti aktor berperan

sebagai external database atau penerima use case tersebut.

Gambar 0.13 Contoh Associations (Whitten & Bentley, 2007:248)

b. Extends

Use case dapat berisikan sebuah fungsi yang kompleks yang

dapat membuatnya susah dimengerti. Oleh karena itu, dengan

tujuan mempermudah use case tersebut, dibuatlah extension

use case yaitu hubungan extends antara use case awal yang

rumit dengan use case baru yang mewakili fungsi tertentu use

case awal.

Gambar 0.14 Contoh Extends (Whitten & Bentley, 2007:249)

c. Uses/Includes

Apabila terdapat 2 atau lebih use case yang memiliki langkah

yang hampir sama, maka akan lebih baik jika langkah-langkah

yang sama tersebut dibagi menjadi use case terpisah yang

disebut abstract use case. Abstract use case ini menampilkan

suatu bentuk dari “penggunaan kembali” dan dapat

mengurangi redundansi use case.

40

Gambar 0.15 Contoh Uses/Includes (Whitten & Bentley, 2007:249)

d. Depends On

Depends on menunjukan hubungan keterkaitan antara use case

dimana sebuah use case tidak dapat dijalankan jika use case

yang lain belum dijalankan.

Gambar 0.16 Contoh Depends On (Whitten & Bentley, 2007:250)

e. Inheritance

Apabila dua atau lebih aktor menggunakan use case yang

sama, maka diperlukan abstract actor untuk mengurangi

redudansi komunikasi dengan sistem. Hubungan antara

abstract actor dengan aktor-aktor sebenarnya dalam use case

diagram inilah yang disebut inheritance.

41

Gambar 0.17 Contoh Inheritance (Whitten & Bentley, 2007:250)

2.7.1.2 Use Case Narrative

Use case narrative merupakan bentuk tertulis dari sebuah deskripsi

mengenai bagaimana pengguna berinteraksi dengan sistem untuk

menyelesaikan sebuah tugas. Dengan kata lain, merupakan deskripsi

secara tertulis dari use case diagram. Use case narrative ini berguna

terutama untuk menjelaskan use case yang cukup rumit.

42

Gambar 0.18 Use Case Narrative (Whitten & Bentley, 2007:259)

Gambar 0.19 Use Case Narrative (Whitten & Bentley, 2007:260)

43

2.7.2 Activity Diagram

Activity diagram merupakan diagram yang secara grafik digunakan untuk

menggambarkan aliran dari suatu rangkaian aktifitas baik proses bisnis,

langkah-langkah use case, dan logika perilaku dari objek (method). Diagram

ini digunakan untuk memodelkan action yang akan dilakukan ketika operasi

dieksekusi dan memodelkan hasil dari action tersebut. Penggambaran

diagram ini mirip dengan flowchart namun, activity diagram ini juga dapat

menunjukan proses yang berjalan bersamaan (Whitten & Bentley, 2007:391-

393).

Gambar 0.20 Contoh Activity Diagram (Whitten & Bentley, 2007:392)

Terdapat beberapa notasi yang digunakan dalam pembuatan activity

diagram yang ditunjukan pada tabel di bawah ini.

44

Tabel 0.4 Notasi Activity Diagram

Notasi Keterangan Simbol

Initial Node Menggambarkan awal dari

proses

Actions Menggambarkan aktivitas

dalam sistem

Flow Menggambarkan jalannya

suatu aktivitas

Decision

Menggambarkan suatu kondisi

dimana suatu keputusan harus

diambil

Merge

Menggabungkan kembali

proses yang sebelumnya

dipisahkan oleh Decision

Fork Menunjukkan kegiatan yang

dilakukan secara bersamaan

Join

Menggabungkan 2 kegiatan

atau lebih yang dilakukan

bersamaan menjadi satu

Subactivity

Indicator/Rake

Menunjukkan adanya

dekomposisi

Activity Final Menggambarkan akhir dari

proses

45

2.7.3 Class Diagram

Class diagram menggambarkan gambaran grafik dari sebuah struktur

objek pada suatu sistem statis dan juga menunjukkan class-class objek yang

terdapat pada sistem serta hubungan antara class tersebut. Pada diagram ini

terdapat multiplicity, generalization/specialization dan aggregation (Whitten

& Bentley, 2007:400)

Gambar 0.21 Contoh Class Diagram (Whitten & Bentley, 2007:406)

Notasi-notasi yang tedapat pada class diagram, yaitu

1. Class

Merupakan elemen utama dari class diagram. Class ini akan

membentuk suatu objek yang akan memiliki semua elemen class

tersebut. Class digambarkan sebagai sebuah kotak yang terdiri dari 3

bagian yaitu :

a. Bagian atas : class name

46

b. Bagian tengah : attribute

c. Bagian bawah : operational

2. Relationship

a. Association

Merupakan salah satu jenis hubungan antar class yang

memungkinkan suatu class untuk menggunakan atau mengetahui

attribute atau operation yang dimiliki oleh class lain. Association

juga menggambarkan interaksi yang mungkin terjadi antara satu

class dengan class yang lain. Hubungan ini digambarkan dengan

sebuah garis tanpa tanda panah.

Gambar 0.22 Notasi Association dan Multiplicity (Whitten & Bentley, 2007:377)

b. Aggregation

Merupakan hubungan antar class yang jauh lebih kuat dari

association. Hubungan ini dapat diartikan bahwa suatu class

merupakan bagian dari class lain namum bersifat tidak wajib.

47

Hubungan ini digambarkan sebagai sebuah garis yang memiliki

bentuk diamond kosong di salah satu ujungnya.

Gambar 0.23 Notasi Aggregation (Whitten & Bentley, 2007:379)

c. Composition

Hubungan ini merupakan yang paling kuat dibandingkan

association atau aggregation. Hubungan ini berarti suatu class

merupakan bagian wajib dari class lain. Hubungan ini digambarkan

dengan sebuah garis yang memiliki bentuk diamond utuh di salah

satu ujung garisnya.

Gambar 0.24 Notasi Composition (Whitten & Bentley, 2007:379)

48

d. Generalization

Generalization memungkinkan suatu class mewarisi attribute dan

operation yang dimiliki oleh base class. Attribute dan operation

yang dapat diwarisi adalah yang memiliki access modifier public,

protected, dan default. Hubungan ini digambarkan dengan garis

yang memiliki tanda panah tertutup kosong pada salah satu

ujungnya yang mengarah ke base class.

Gambar 0.25 Notasi Generalization (Whitten & Bentley, 2007:376)

e. Dependency

Melambangkan suatu koneksi antar class yang disimbolkan dengan

garis putus-putus. Sebuah class bergantung pada class lain apabila

perubahan pada sebuah class akan membuat class lain ikut

berubah.

3. Multipilicity

Pada akhir sebuah relationship biasanya terdapat angka pada salah

satu ujung garis relationship yang melambangkan jumlah objek dari

class tersebut yang berasosiasi dengan class lain. Multiplicity

dilambangkan dengan angka sebagai berikut :

a. Angka “0..1” yang berarti ada 0 atau 1 objek pada akhir

association.

b. Angka “1..*” yang berarti ada 1 atau lebih objek.

49

c. Angka “0..*” atau biasa dituliskan “*” berarti ada 0 atau lebih

objek.

4. Sifat Attribute dan Method

Attribute dan method dalam class memiliki salah satu sifat berikut :

a. Private (-) : tidak dapat dipanggil di luar class yang bersangkutan

b. Protected (#) : hanya dapat dipanggil oleh class yang bersangkutan

dan anak-anak yang mewarisinya

c. Public (+) : dapat dipanggil oleh semua class lain

(Whitten & Bentley, 2007:373-380)

2.7.4 Sequence Diagram

Sequence diagram membangun logika dari use case yang tergambarkan

dari interaksi antar objek dalam suatu urutan waktu. Logika use case akan

terbentuk dengan menggambarkan interaksi pesan antar objek pada suatu

waktu (Whitten & Bentley, 2007:659).

Gambar 0.26 Contoh Sequence Diagram (Whitten & Bentley, 2007:659)

Terdapat beberapa notasi yang digunakan dalam pembuatan sequence

diagram yang ditunjukan pada tabel di bawah ini.

50

Tabel 0.5 Notasi Sequence Diagram

Notasi Keterangan Simbol

Actor

Menggambarkan user

yang berinteraksi dengan

sistem

System

Menggambarkan instance

dari sebuah class pada

class diagram

Lifelines

Menggambarkan

keberadaan sebuah objek

dalam suatu waktu atau

waktu dari sequence

Activation Bars

Menggambarkan waktu

dimana user sedang aktif

berinteraksi dengan sistem

Input Messages

Menggambarkan pesan

masuk yang dikirimkan

berupa behavior

Output Messages

Menggambarkan balasan

dari pesan masuk yang

berupa attribute

Receiver Actor

Aktor lainnya atau sistem

external yang menerima

pesan dari sistem

Frame

Menggambarkan area

pada sistem yang

mengalami perulangan

(loop), seleksi (alternate

fragments), atau kondisi

opsional (optional)