Algoritma dapat dikatakan sebagai urutan langkah-langkah logis yang sistematis dalam mencari suatu solusi dari suatu permasalahan yang ada. Pada program komputer, algoritma terdiri dari sekumpulan langkah-langkah untuk mencapai suatu tujuan, seperti logika if-then-else maupun pengulangan suatu tindakan atau langkah dengan loop. Begitu pula jika kita ingin mensimulasikan penyelesaian masalah water jug di komputer, maka diperlukan juga algoritma yang tepat agar masalah dapat ditangani se-efisien mungkin.

Water jug merupakan salah satu permasalah klasik yang sudah ada sejak lama dan kadang-kadang masih terjadi dalam kehidupan manusia sekarang. Masalah water jug dapat dibayangkan dengan suatu tujuan mengisi sebuah wadah yang diketahui kapasitasnya dengan air secara tepat penuh menggunakan dua atau lebih wadah lain yang juga telah diketahui kapasitasnya tetapi tidak mempunyai ukuran takaran. Dalam implementasinya, mungkin tidak ada solusi atau bahkan akan ada lebih dari satu solusi untuk menyesaikan masalah water jug tersebut. Memang sering kali terdapat banyak cara untuk menyelesaikan suatu masalah, akan tetapi dari sekian cara tersebut, memilih manakah yang paling optimal akan memerlukan suatu cara tersendiri.

Misalkan kita ingin mengisi penuh wadah C yang berkapasitas 1 liter dengan air dari kolam dengan menggunakan dua wadah lainnya yaitu wadah A dan wadah B yang kapasitasnya masing-masing adalah 3 liter dan 4 liter. Maka akan ada beberapa alternatif cara yang diantaranya sebagai berikut:

1)   Alternatif 1

-  Awalnya semua wadah kosong

-  Isi air ke wadah A sampai penuh

-  Tuangkan semua air dari wadah A ke wadah B

-  Isi kembali wadah A sampai penuh

-  Tuangkan sebagian isi wadah A ke wadah B sampai wadah B penuh

-  Kosongkan wadah A

-  Tuangkan sebagian isi wadah B ke wadah A sampai wadah A penuh

-  Tuangkan sisa air di wadah B ke wadah C

-  Akan didapat tepat 1 liter pada wadah C

2)   Alternatif 2

-  Awalnya semua wadah kosong

-  Isikan air ke wadah B sampai penuh

-  Tuangkan sebagian isi wadah B ke wadah A sampai wadah A penuh

-  Tuangkan sisa air di wadah B ke wadah C

-  Akan didapat tepat 1 liter pada wadah C

Dari kedua alternatif tersebut manakah yang lebih optimal dari segi usaha yang kita lakukan? Dalam hal inilah algoritma A* diperlukan dalam mencari solusi dengan upaya seoptimal mungkin.

1.       LANDASAN TEORI

1.1 Sekilas tentang algoritma A*

Algoritma A* menyelesaikan masalah yang menggunakan graf untuk perluasan ruang statusnya. Dengan menerapkan suatu heuristik, algoritma ini membuang langkah-langkah yang tidak perlu dengan pertimbangan bahwa langkah-langkah yang dibuang sudah pasti merupakan langkah yang tidak akan mencapai solusi yang diinginkan. Algoritma A* membangkitkan simpul yang paling mendekati solusi. Simpul ini kemudian disimpan suksesornya ke dalam list sesuai dengan urutan yang paling mendekati solusi terbaik. Kemudian, simpul pertama pada list diambil, dibangkitkan suksesornya dan kemudian suksesor ini disimpan ke dalam list sesuai dengan urutan yang terbaik untuk solusi.

Algoritma ini akan mengunjungi secara mendalam (mirip DFS) selama simpul tersebut merupakan simpul yang terbaik. Jika simpul yang sedang dikunjungi ternyata tidak mengarah kepada solusi yang diinginkan, maka akan melakukan runut balik ke arah simpul akar untuk mencari simpul anak lainnya yang lebih menjanjikan dari pada simpul yang terakhir dikunjungi. Bila tidak ada juga, maka akan terus mengulang mencari ke arah simpul akar sampai ditemukan simpul yang lebih baik untuk dibangkitkan suksesornya. Strategi ini berkebalikan dengan algoritma DFS yang mencari sampai kedalaman yang terdalam sampai tidak ada lagi suksesor yang bisa dibangkitkan sebelum melakukan runut balik, dan BFS yang tidak akan melakukan pencarian secara mendalam sebelum pencarian secara melebar selesai. A* baru berhenti ketika mendapatkan solusi yang dianggap solusi terbaik.

Algoritma A* menggabungkan jarak estimasi/heuristik [h(n)] dan jarak sesungguhnya/cost [g(n)] dalam membantu penyelesaian persoalan. Heuristik adalah nilai yang memberi harga pada tiap simpul yang memandu A* mendapatkan solusi yang diinginkan. Dengan heuristik, maka A* pasti akan mendapatkan solusi (jika memang ada solusinya). Dengan kata lain, heuristik adalah fungsi optimasi yang menjadikan algoritma A* lebih baik dari pada algoritma lainnya. Namun heuristik masih merupakan estimasi/perkiraan biasa saja. Sama sekali tidak ada rumus khususnya. Artinya, setiap kasus memiliki fungsi heuristik yang berbeda-beda.

1.2 Analisis Penyelesaian Water Jug

Sebelum masuk ke penyelesaian, perlu diingat bahwa kondisi awal persoalan water jug ini adalah sebagai berikut:

-          Terdapat 3 wadah, yaitu wadah 3 liter, 4 liter, dan 1 liter

-          Diminta untuk mengisikan air ke wadah yang 1 liter secara tepat penuh dengan menggunakan dua wadah lainnya.

-          Diasumsikan sumber air dari kolam tidak terbatas

Umumnya sering kali terdapat lebih dari satu solusi di dalam penyelesaian suatu kasus water jug, tetapi dalam konteks kali ini, yang diminta adalah solusi terbaik dari sekian solusi yang ada. Jadi pada dasarnya adalah memilih satu dari seluruh kemungkinan solusi yang ada. Hal ini berkaitan dengan ekspansi node-node suksesor dari node atau status yang sekarang sedang terjadi, yang melibatkan sejumlah aturan yang khusus yang akan dijalankan jika kondisi sekarang memenuhi. Aturan tersebut dapat diibaratkan sebagai suatu tindakan yang mungkin untuk dilakukan seandainya suatu kondisi terjadi, sebagai contoh, semisalkan sekarang semua wadah sedang kosong maka berlaku aturan berikut, “Saat wadah A kosong, maka isi ulang sampai penuh” atau “Isi wadah B sampai penuh”. Begitu pula semisal kondisi lainnya sekarang sedang terjadi, seperti sekarang wadah B penuh dan wadah A kosong, maka akan ada sejumlah aturan atau rule yang digunakan untuk meng-expand state-state selanjutnya yang mungkin bisa dilakukan.

Berikut adalah sejumlah aturan yang mungkin terjadi dalam kasus water jug kali ini, yang akan digunakan sebagai aturan untuk meng-expand suksesor suatu state:

Tabel 1 Aturan Produksi Water Jug

Sebagai gambaran dalam bentuk tree-search adalah sebagaimana yang akan ditunjukkan oleh gambar berikut:

]]> http://adit279.wordpress.com/2008/12/04/implementasi-algoritma-a-pada-permasalahan-optimasi-solusi-dynamic-water-jug/feed/ 3 adit279 http://adit279.wordpress.com/2008/12/04/sistem-manajemen-nasional/ http://adit279.wordpress.com/2008/12/04/sistem-manajemen-nasional/#comments Thu, 04 Dec 2008 02:39:53 +0000 adit279 http://adit279.wordpress.com/?p=55 ]]>

Politik merupakan cara untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan sebelumnya. Tujuan politik bangsa Indonesia telah tercantum dalam Pembukaan UUD 1945, yaitu melindungi segenap bangsa Indonesia dan seluruh tumpah darah Indonesia, memajukan kesejahteraan umum, mencerdaskan kehidupan bangsa, dan ikut melaksanakan ketertiban dunia berdasarkan kemerdekaan, perdamaian abadi dan keadilan sosial. Tujuan politik bangsa Indonesia harus dapat dirasakan oleh rakyat Indonesia. Untuk itu, pembangunan di segala bidang perlu dilakukan. Dengan demikian, politik pembangunan nasional harus berpedoman pada pembukaan UUD 1945 alinea ke-4.

Politik dan strategi nasional dalam aturan ketatanegaraan selama ini dituangkan dalam bentuk GBHN yang ditetapkan oleh MPR. Selanjutnya, pelaksanaannya dilaksanakan oleh presiden/ Mandataris MPR. GBHN pada dasarnya merupakan haluan negara tentang pembangunan nasional yang ditetapkan setiap lima tahun dengan mempertimbangkan perkembangan dan tingkat kemajuan kehidupan rakyat dan bangsa Indonesia. Pelaksanaannya dituangkan dalam pokok-pokok kebijaksanaan pelaksanaan pembangunan nasional yang ditentukan oleh presiden sebagai mandataris MPR dengan mendengarkan dan memperhatikan sungguh-sungguh pendapat dari lembaga tinggi negara lainnya, terutama DPR. Kebijaksanaan yang telah mendapat persetujuan dari lembaga tinggi negara, khususnya DPR, merupakan politik pemerintah. Jadi, politik pemerintah tidak menyalahi jiwa demokrasi dan tetap berpedoman pada ketetapan MPR.

Politik pembangunan sebagai pedoman dalam pembangunan nasional memerlukan keterpaduan tata nilai, struktur, dan proses. Keterpaduan tersebut merupakan himpunan usaha untuk mencapai efisiensi, daya guna, dan hasil guna sebesar mungkin dalam penggunaan sumber dana dan daya nasional guna mewujudkan tujuan nasional. Karena itu, kita memerlukan sistem manajemen nasional. Sistem manajemen nasional berfungsi memadukan penyelenggaraan siklus kegiatan perumusan, pelaksanaan, dan pengendalian pelaksanaan kebijaksanaan. Sistem manajemen nasional memadukan seluruh upaya manajerial yang melibatkan pengambilan keputusan berkewenangan dalam rangka penyelenggaraan kehidupan berbangsa dan bernegara untuk mewujudkan ketertiban sosial, politik, dan administrasi.

1. Makna Pembangunan Nasional

Pembangunan nasional merupakan usaha peningkatan kualitas manusia dan masyarakat Indonesia secara berkelanjutan dengan memanfaatkan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta memperhatikan tantangan perkembangan global. Pelaksanaannya mengacu pada kepribadian bangsa dan nilai luhur yang universal untuk mewujudkan kehidupan bangsa yang berdaulat, mandiri, berkeadilan, sejahtera, maju, serta kukuh kekuatan moral dan etikanya. Tujuan pembangunan nasional itu sendiri adalah sebagai usaha untuk meningkatkan kesejahreraan seluruh bangsa Indonesia. Dan pelaksanaannya bukan hanya menjadi tanggung jawab pemerintah, tetapi juga merupakan ranggung jawab seluruh rakyat Indonesia. Maksudnya adalah setiap warga negara Indonesia harus ikut serta dan berperan dalam melaksanakan pembangunan sesuai dengan profesi dan kemampuan masing-masing.

Keikursertaan setiap warga negara dalam pembangunan nasional dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti mengikuti program wajib belajar, membayar pajak, melestarikan lingkungan hidup, mentaati segala peraturan dan perundang-undangan yang berlaku, menjaga ketertiban dan keamanan, dan sebagainya.

Pembangunan nasional mencakup hal-hal yang bersifat lahiriah maupun batiniah yang selaras, serasi, dan seimbang. Itulah sebabnya pembangunan nasional bertujuan untuk mewujudkan manusia dan masyarakat Indonesia yang seutuhnya, yakni sejahtera lahir dan batin.

Pembangunan yang bersifat lahiriah dilaksanakan untuk memenuhikebutuhan hajat hidup fisik manusia, misalnya sandang, pangan, perumahan, pabrik, gedung perkantoran, pengairan, sarana dan prasarana transportasi dan olahraga, dan sebagainya. Sedangkan contoh pembangunan yang bersifat batiniah adalah pembangunan sarana dan prasarana ibadah, pendidikan, rekreasi, hiburan, kesehatan, dan sebagainya. Untuk mengetahui bagaimana proses pembangunan nasional itu berlangsung, kita harus memahami manajemen nasional yang te-rangkai dalam sebuah sistem.

2. Manajemen Nasional

Manajemen nasional pada dasarnya merupakan sebuah sistem, sehingga lebih tepat jika kita menggunakan istilah “sistem manajemen nasional”. Layaknya sebuah sistem, pembahasannya bersifat komprehensif-strategis-integral. Orientasinya adalah pada penemuan dan pengenalan (identifikasi) faktor-faktor strategis secara menyeluruh dan terpadu. Dengan demikian sistem manajemen nasional dapat menjadi kerangka dasar, landasan, pedoman dan sarana bagi perkembangan proses pembelajaran {learning process) maupun penyempurnaan fungsi penyelenggaraan pemerintahan yang bersifat umum maupun pembangunan.

Pada dasarnya sistem manajemen nasional merupakan perpaduan antara tata nilai, struktur, dan proses untuk mencapai kehematan, daya guna, dan hasil guna sebesar mungkin dalam menggunakan sumber dana dan daya nasional demi mencapai tujuan nasional. Proses penyelenggaraan yang serasi dan terpadu meliputi siklus kegiatan perumusan kebijaksanaan (policy formulation), pelaksanaan kebijaksanaan (policy implementation), dan penilaian hasil kebijaksanaan (policy evaluation) terhadap berbagai kebijaksanaan nasional.

Secara lebih sederhana, dapat dikatakan bahwa sebuah sistem sekurang-kurangnya harus dapat menjelaskan unsur, struktur, proses, rungsi serta lingkungan yang mempengaruhinya.

a. Unsur, Struktur dan Proses

Secara sederhana, unsur-unsur utama sistem manajemen nasional dalam bidang ketatanegaraan meliputi:

1) Negara sebagai “organisasi kekuasaan” mempunyai hak dan peranan atas pemilikan, pengaturan, dan pelayanan yang diperlukan dalam mewujudkan cita-cita bangsa, termasuk usaha produksi dan distribusi barang dan jasa bagi kepentingan masyarakat umum (public goods and services).

2) Bangsa Indonesia sebagai unsur “Pemilik Negara” berperan dalam menentukan sistem nilai dan arah/haluan/kebijaksanaan negara yang digunakan sebagai landasan dan pedoman bagi penyelenggaraan fungsi-fungsi negara.

3) Pemerintah sebagai unsur “Manajer atau Penguasa” berperan dalam penyelenggaraan fungsi-fungsi pemerintahan umum dan pembangunan ke arah cita-cita bangsa dan kelangsungan serta pertumbuhan negara.

4) Masyarakat adalah unsur “Penunjang dan Pemakai” yang berperan sebagai kontributor, penerima, dan konsumen bagi berbagai hasil kegiatan penyelenggaraan fungsi pemerintahan tersebut di atas.

Sejalan dengan pokok pikiran di atas, unsur-unsur utama SISMENNAS tersebut secara struktural tersusun atas empat tatanan (setting). Yang dilihat dari dalam ke luar adalah Tata Laksana Pemerintahan (TLP), Tata Administrasi Negara (TAN), Tata Politik Nasional (TPN), dan Tata Kehidupan Masyarakat (TKM). Tata laksana dan tata administrasi pemerintahan merupakan tatanan dalam (inner setting) dari sistem manajemen national (SISMENNAS).

Dilihat dari sisi prosesnya, SISMENNAS berpusat pada satu rangkaian pengambilan keputusan yang berkewenangan, yang terjadi pada tatanan dalam TAN dan TLR. Kata kewenangan di sini mempunyai konotasi bahwa keputusan-keputusan yang diambil adalah berdasarkan kewenangan yang dimiliki oleh si pemutus berdasarkan hukum. Karena itu, keputusan-keputusan itu bersifat mengikat dan dapat dipaksakan (compulsory) dengan sanksi-sanksi atau dengan insentif dan disinsentif tertentu yang ditujukan kepada seluruh anggota masyarakat. Karena itu, tatanan dalam (TAN+TLP) dapat disebut Tatanan Pengambilan Berkewenangan (TPKB).

Penyelenggaraan TPKB memerlukan proses Arus Masuk yang dimulai dari TKM lewat TPN. Aspirasi dari TKM dapat berasal dari rakyat, baik secara individual maupun melalui organisasi kemasyarakatan, partai politik, kelompok penekan, organisasi kepentingan, dan pers. Masukan ini berintikan kepentingan Rakyat. Rangkaian kegiatan dalam TPKB menghasilkan berbagai keputusan yang terhimpun dalam proses Arus Keluar yang selanjutnya disalurkan ke TPN dan TKM. Arus Keluar ini pada dasarnya merupakan tanggapan pemerintah terhadap berbagai tuntutan, tantangan, serta peluang dari lingkungannya. Keluaran tersebut pada umumnya berupa berbaeai kebiiaksanaan yang lazimnya dituangkan ke dalam bentuk-bentuk perundangan/ peraturan yang sesuai dengan permasalahan dan klasifikasi kebijaksanaan serta instansi yang mengeluarkannya.

Sementara itu, terdapat suatu proses umpan balik sebagai bagian dari siklus kegiatan fungsional SISMENNAS yang menghubungkan Arus Keluar dengan Arus Masuk maupun dengan Tatanan Pengambilan Keputusan Berkewenganan (TPKB). Dengan demikian secara prosedural SISMENNAS merupakan satu siklus yang berkesinambungan.

b. Fungsi Sistem Manajemen Nasional

Fungsi di sini dikaitkan dengan pengaruh, efek atau akibat dari terselenggaranya kegiatan terpadu sebuah organisasi atau sistem dalam rangka pembenahan (adaptasi) dan penyesuaian (adjustment) dengan tata lingkungannya untuk memelihara kelangsungan hidup dan mencapai tujuan-tujuannya. Dalam proses melaraskan diri serta pengaruh-mempengaruhi dengan lingkungan itu, SISMENNAS memiliki fungsi pokok: “pemasyarakatan politik.” Hal ini berarti bahwa segenap usaha dan kegiatan SISMENNAS diarahkan pada penjaminan hak dan penertiban kewajiban rakyat. Hak rakyat pada pokoknya adalah terpenuhinya berbagai kepentingan. Sedangkan kewajiban rakyat pada pokoknya adalah keikutsertaan dan tanggung jawab atas terbentuknya situasi dan kondisi kewarganegaraan yang baik, di mana setiap warga negara Indonesia terdorong untuk setia kepada negara dan taat kepada falsafah serta peraturan dan perundangannya.

Dalam proses Arus Masuk terdapat dua fungsi, yaitu pengenalan kepentingan dan pemilihan kepemimpinan. Fungsi pengenalan kepentingan adalah untuk menemukan dan mengenali serta merumuskan berbagai permasalahan dan kebutuhan rakyat yang terdapat pada struktur Tata Kehidupan Masyarakat (TKM). Di dalam Tata Politik Nasional (TPN) permasalahan dan kebutuhan tersebut diolah dan dijabarkan sebagai kepentingan nasional.

Pemilihan kepemimpinan berfungsi memberikan masukan tentang tersedianya orang-orang yang berkualitas untuk menempati berbagai kedudukan dan jabatan tertentu dan menyelenggarakan berbagai tugas dan pekerjaan dalam rangka TPKB.

Pada Tatanan Pengambilan Keputusan Berkewenangan (TPKB), yang merupakan inti SISMENNAS, fungsi-fungsi yang mentransformasikan kepentingan kemasyarakatan maupun kebangsaan yang bersifat politis terselenggara ke dalam bentuk-bentuk administratif untuk memudahkan pelaksanaannya serta meningkatkan daya guna dan hasil gunanya. Fungsi-fungsi tersebut adalah:

1) Perencanaan sebagai rintisan dan persiapan sebelum pelaksanaan, sesuai kebijaksanaan yang dirumuskan.

2) Pengendalian sebagai pengarahan, bimbingan, dan koordinasi selama pelaksanaan.

3) Penilaian untuk membandingkan hasil pelaksanaan dengan keinginan setelah pelaksanaan selesai.

Ketiga fungsi TPKB tersebut merupakan proses pengelolaan lebih lanjut secara strategis, manajerial dan operasional terhadap berbagai keputusan kebijaksanaan. Keputusan-keputusan tersebut merupakan hasil dari fungsi-fungsi yang dikemukakan sebelumnya, yaitu fungsi pengenalan kepentingan dan fungsi pemilihan kepemimpinan yang ditransformasikan dari masukan politik menjadi tindakan administratif.

Pada aspek arus keluar, SISMENNAS diharapkan menghasilkan:

1) Aturan, norma, patokan, pedoman, dan Iain-lain, yang secara singkat dapat disebut kebijaksanaan umum (public policies).

2) Penyelenggaraan, penerapan, penegakan, maupun pelaksanaan berbagai kebijaksanaan nasional yang lazimnya dijabarkan dalam sejumlah program dan kegiatan.

3) Penyelesaian segala macam perselisihan, pelanggaran, dan penyelewengan yang timbul sehubungan dengan kebijaksanaan umum serta program tersebut dalam rangka pemeliharaan tertib hukum.

Berdasarkan uraian di atas, dapat dikatakan bahwa pada arus keluar SISMENNAS memiliki tiga fungsi utama berikut: pembuatan aturan (rule making), penerapan aturan (rule aplication), dan penghakiman aturan (rule adjudication) yang mengandung arti penyelesaian perselisihan berdasarkan penentuan kebenaran peraruran yang berlaku.

Referensi

http://books.google.co.id/books?id=606SEiPPl0AC&pg=RA1-PA147&lpg=RA1-PA147&dq=sistem+manajemen+nasional&source=web&ots=xkwpTJw8F0&sig=L96a0ifn3yJmJloLaSKiZsldq-4&hl=id&sa=X&oi=book_result&resnum=8&ct=result#PRA1-PA151,M1

http://aziz-ms.blogspot.com/2007/12/tugas-komputer-dan-masyarakat.html

http://www.slideshare.net/Ginandjar/sistem-manajemen-nasional-dalam-tinjauan-administrasi-publik?order=1

Prinsip Kerja

Prinsip kerja chip ASIC pada umumnya sama dengan cara kerja IC lainnya yaitu dengan menggunakan sel logika, yang merupakan suatu entitas dalam elektronika dan matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Sel logika biasanya diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay). Tiap-tiap sel logika mempunyai beberapa jumlah masukan. Biasanya berjumlah dua hingga 10 masukan. Sel-sel logika juga mempunyai keluaran yang berjumlah satu atau dua, tergantung dari jenis fungsinya.

Sel logika dan komponen lainnya disusun sedemikian rupa sehingga bisa digunakan untuk keperluan khusus sesuai dengan tugas yang dikerjakannya, dan instruksi yang ditempatkan pada chip tersebut adalah instruksi yang benar-benar bermanfaat dengan tugas yang akan dilaksanakannya. Akibatnya, tentu biaya dari teknologi tersebut akan lebih rendah, baik dari segi perancangan maupaun proses pabrikasi, sehingga lebih bernilai ekonomis dan powerful.

Contoh penggunaan

Cukup banyak chip yang menggunakan rancangan ASIC, mulai untuk pembangkit grafik pada mesin komputer hingga pengontrolan berbagai aktifitas pada kendaraan. Sebagai contoh, kita lihat chip ASIC yang digunakan untuk pengontrolan pada operasi kendaraan, kapan sebuah rem digunakan, pada roda mana, dan berapa kekuatan pengereman yang akan dilakukan. Selain itu chip ini bisa dirancang sedemikian rupa untuk dapat digunakan pada berbagai fungsi lainnya yang berkaitan dengan kendaraan tersebut, misalnya untuk pengontrolan pembakaran, polusi, keselamatan penumpang, dan lain sebagainya.

Selain itu, ASIC juga digunakan di switch layer 2 untuk membuat keputusan filtering. ASIC melihat alamat MAC pada table filter dan menetukan port mana yang dituju dari sebuah alamat hardware yang diterima. Frame akan diizinkan untuk melalui satu segmen itu saja. Jika alamat hardware tidak diketahui, frame akan di forward ke semua port (broadcast). Dalam implementasi jaringan, beberapa perangakat pendukung jaringan semacam network interface card, switch, atau router, menggunakan metode media access control diimplementasikan dengan menggunakan MAC algorithm. Meskipun algoritma MAC untuk Ethernet dan Token Ring telah didefinisikan oleh standar IEEE dan tersedia untuk publik, beberapa algoritma MAC untuk Ethernet full-duplex dipatenkan oleh perusahaan pembuatnya dan pada umunya telah ditulis secara hard-code ke dalam chip ASIC yang dimiliki oleh perangkat tersebut.

ASIC memiliki beberapa tingkat kustomisasi, yaitu seberapa spesifik IC tersebut dirancang untuk memenuhi fungsi spesifik tertentu. Beberapa jenis tipe ASIC antara lain dapat dilihat pada tabel berikut:

ASIC type full-custom merupakan IC yang dibuat tidak memiliki kesamaan dengan IC type lainnya sehingga setiap fungsi IC tersebut perlu dirancang satu persatu, berbeda dengan semi-custom yang menggunakan blok-blok fungsi yang tersedia dan menggabungkannya ke dalam satu rangkaian. Jenis lain adalah tipe programmable. Tipe ini memiliki gate-gate yang sudah tetap tersedia pada tempatnya dihubungkan dengan jalur-jalur koneksi yang dapat diprogram.

Pemilihan ketiga jenis ini didasarkan pada biaya dan waktu pembuatan. Sistem Programmable memiliki waktu pembuatan (turnaround time) lebih rendah dan cocok untuk tahap prototip, namun tidak cocok untuk produksi massal karena biayanya akan makin tinggi.

ASIC didesain dengan beberapa alur yang dapat dilihat pada gambar berikut:

1.  Design entry. Pada tahap ini dibuat HDL (Hardware Description Language) atau schematic berdasarkan kebutuhan pengguna.

2.  Logic synthesis. HDL akan ditranslasikan ke bentuk netlist yang berisi deskripsi sel logika dan koneksinya.

3.  Systempartitioning. Sistem akan dibagi-bagi (partisi) ke dalam blok-blok ASIC.

4.  Prelayout simulation. Simulasi yang dilakukan sebelum layout, apakah sudah memenuhi kebutuhan awal.

5.  Floorplanning. Penyusunan letak blok-blok netlist.

6.  Placement. Penyusunan letak sel-sel di dalam blok.

7.  Routing. Pembuatan interkoneksi antar blok dan sel.

8.  Extraction. Penentuan Resistansi dan Kapasitansi pada koneksi(route).

9.  Postlayout simulation. Simulasi yang dilakukan setelah penambahan koneksi.

Contoh Spesifikasi ASIC (chip ISSP90)

NEC elektronik mengeluarkan produk generasi selanjutnya dari Instant Silicon Solutions Platform^TM (ISSP), berbasiskan teknologi fabrikasi 90 nm. Produk ini, mempunyai kelebihan yaitu performa yang tinggi dan penggunaan power yang rendah. Berikut ini adalah spesifikasi dari ISSP90:

Referensi

http://id.wikipedia.org/

http://www.radio-electronics.com/

http://tkjsmk3tegal.blogspot.com

http://zuljinrider.blogspot.com/

http://agungevi.wordpress.com/

http://repositoryhq.blogspot.com/

http://ajigps.blogspot.com/

Download full paper : Tugas IT Telkom ASIC – Sistem Waktu-Nyata

Knapsack Problem merupakan suatu masalah bagaimana cara menentukan pemilihan barang dari sekumpulan barang dimana setiap barang mempunyai weight dan profit masing-masing, sehingga dari pemilihan barang tersebut didapatkan profit yang maksimum.

Knapsack problem merupakan salah satu dari persoalan klasik yang banyak ditemukan dalam literatur-literatur lama dan hingga kini permasalahn tersebut masih sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Contoh nyata dari Knapsack Problem ini misalnya, jika ada seorang pedagang barang kebutuhan rumah tangga yang berkeliling menggunakan gerobak. Tentu saja gerobaknya memiliki kapasitas maksimum, sehingga ia tidak bisa memasukkan semua barang dagangannya dengan seenak hatinya. Pedagang tersebut harus memilih barang-barang mana saja yang harus ia angkut, dengan pertimbangan berat dari barang yang dibawanya tidak melebihi kapasitas maksimum gerobak dan memaksimalkan profit dari barang-barang yang ia bawa.

Banyak algoritma yang dapat digunakan untuk menyelesaikan Knapsack Problem ini, misalnya Algoritma Brute Force, Branch and Bound, Greedy, dana lain-lain. Untuk tugas AI kali ini, kami akan mencoba menyelesaikan Knapsack Problem dengan menggunakan Algoritma Genetika.

2. ALGORITMA GENETIKA

Algoritma genetika adalah algoritma komputasi yang diinspirasi oleh teori evolusi yang kemudian diadopsi menjadi algoritma komputasi untuk mencari solusi suatu permasalahan dengan cara yang alamiah. Algoritma ini dikembangkan oleh Goldberg yang terinspirasi dari teori evolusi Darwin yang menyatakan bahwa kelangsungan hidup suatu makhluk dipengaruhi oleh aturan “yang kuat adalah yang menang”. Darwin juga mengatakan bahwa kelangsungan hidup suatu makhluk dapat dipertahankan melalui proses reduksi, crossover, dan mutasi.

Sebuah solusi yang dibangkitkan dalan Algoritma Genetika disebut sebagai kromosom, sedangkan kumpulan kromosom-kromosom tersebut disebut sebagai populasi. Sebuah kromosom dibentuk dari komponen-komponen penyusun yang disebuat sebagai gen dan nilainya dapat berupa bilangan numerik, biner, simbol atau pun karakter tergantung dari permasalahan yang ingin diselesaikan. Kromosom-kromosom tersebut akan berevolusi secara berkelanjutan yang disebut dengan generasi. Dalam tiap generasi, kromosom-kromosom tersebut dievaluasi tingkat keberhasilan nilai solusinya terhadap masalah yang ingin diselesaikan (fungsi_objektif) menggunakan ukuran yang disebut fitness.

Untuk memilih kromosom yang tetap dipertahankan untuk generasi selanjutnya, dilakukanlah proses seleksi. Kromosom dengan nilai fitness tinggi akan memiliki peluang lebih besar untuk terpilih lagi pada generasi selanjutnya.

Offspring merupakan kromosom-kromosom baru yang dibentuk dengan cara melakukan perkawinan antar kromosom dalam satu generasi, atau sering disebut sebagai proses crossover. Jumlah kromosom yang mengalami crossover ditentukan oleh parameter Pcrossover. Mekanisme perubahan susunan unsur penyusun makhluk hidup akibat adanya faktor alam disebut dengan mutasi. Jadi, mutasi direpresentasikan sebagai suatu proses berubahnya satu atau leih nilai gen dalam kromosom dengan suatu nilai acak. Jumlah gen dalam populasi yang mengalami mutasi ditentukan oleh parameter Pmutasi. Setelah beberapa generasi akan dihasilkan kromosom-kromosom yang nilai gennya konvergen ke suatu nilai tertentu yang merupakan solusi terbaik yang dihasilkan oleh Algoritma Genetika terhadap permasalahan yang ingin diselesaikan.

Algoritma Genetika sangat cocok untuk menyelesaikan masalah optimasi dengan ruang lingkup yang besar, karena Algoritma Genetika selalu bergerak dengan mencari sejumlah solusi sekaligus, selama solusi tersebut masih bersifat feasible (tidak melanggar constraint). Dengan seting parameter yang tepat, diharapkan salah satu dari sekian banyak solusi yang dibangkitkan oleh Algoritma Genetika merupakan solusi optimum global.

Akan tetapi, Algoritma Genetika ini juga masih memiliki kelemahan yaitu ketidakpastian untuk menghasilkan solusi optimum global, karena sebagian besar dari algoritma ini berhubungan dengan bilangan random yang bersifat probabilistik. Peranan programer disini adalah memaksimalkan probabilitas dalam menghasilkan solusi optimum global dengan cara membuat suatu skema pengolahan input argumen (fungsi fitness) dan  setting parameter yang tepat.

3. PENERAPAN ALGORITMA GENETIKA DALAM KNAPSACK PROBLEM

Berikut adalah pengolahan fitness dan setting parameter yang kami terapkan :

Representasi Barang

Kami merepresentasikan barang dalam dua array, dimana array pertama berisi weight (berat) barang, dan array kedua berisi profit (keuntungan) barang.

Weight :

1        2        3      4       5      6       7      8      9       10     11    12    13     14   15     16     17    18     19    20

Profit :

1        2        3      4       5      6       7      8      9       10     11    12    13     14   15     16     17    18     19    20

Constraint

Adapun constraint yang kami gunakan dalam aplikasi ini adalah weight. Jadi,total berat dari sekumpulan barang yang dipilih tidak boleh melebihi kapasitas Knapsack.

Encoding Kromosom

Untuk merepresentasikan kromosom, kami menggunakan array 1 dimensi yang berisi 1 atau 0.

Misal :

Kromosom : 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0

Arti                : Barang 1, 4, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18 diambil

Barang 2, 3, 5, 6, 7, 11, 13, 15, 17, 19, 20 tidak diambil

Termination Conditions

Pencarian solusi berhenti jika terdapat > 60% kromosom yang mempunyai nilai fitnes maksimum ATAU jumlah evolusi lebih besar limit evolusi yang telah ditentukan (jika jumlah evolusi > 1000).

Fitness Function

Pada evolusi di dunia nyata, individu bernilai fitness tinggi akan bertahan hidup. Sedangkan individu bernilai fitnesss rendah akan mati. Pada AG, suatu individu dievaluasi berdasarkan suatu fungsi tertentu sebagai ukuran niali fitness-nya. Pada aplikasi ini, fitness dihitung dengan menjumlahkan profit tiap barang yang masuk ke dalam knapsack. Jika berat total dalam satu kromosom lebih besar daripada kapasitas maksimum knapsack, maka  nilai fitnessnya diassign 0.

Selain dihitung nilai fitnessnya, dihitung pula berat total dari tiap kromosom untuk kemudian dilakukan pengecekan, dimana apabila ada kromosom yang berat totalnya melebihi kapasitas dari knapsack, maka akan dilakukan pencarian gen dalam kromosom tersebut yang bernilai 1 untuk diganti dengan nilai 0. Hal ini dilakukan terus menerus sampai dipastikan bahwa semua kromosom tidak ada yang melanggar constraint.

Untuk mencegah adanya individu yang dominan dalam suatu populasi (dalam pemilihan parent untuk dicrossover), maka diperlukan suatu fungsi Linier Fitness Ranking. Fungsi ini akan menurunkan perbedaan nilai fitness antar individu, sehingga perbedaan antara nilai fitness terbaik dengan nilai fitness terendah dapat diperkecil. Dengan begitu setiap kromosom memiliki kemungkinan untuk terpilih menjadi parent secara lebih merata (lebih adil).

Selection Function

Aplikasi ini menggunakan metode seleksi Roulette Wheel yang dikombinasikan dengan Elitism. Roulette Wheel merupakan suatu metode pemilihan kromosom untuk dijadikan parent, dimana komosom dengan fitness tinggi mempunyai peluang lebih besar untuk dijadikan parent. Sedangkan Elitism adalah suatu metode yang berguna untuk mempertahankan nilai best fitness suatu generasi agar tidak turun di generasi berikutnya. Dalam AG caranya adalah dengan mengcopykan individu terbaik (maxfitness) sebanyak yang dibutuhkan.

Crossover

Crossover merupakan proses mengkombinasikan bit-bit dalam satu kromosom dengan kromosom lain yang terpilih sebagai parent. Jumlah kromosom yang mengalami crossover ditentukan oleh parameter Pcrossover. Dimana Pcrossover ini kami assign sebesar 80%, karena kami mengharapkan 80% dari populasi mengalami crossover agar populasi individu menjadi lebih variatif.

Mutation

Mutation diperlukan untuk mengembalikan informasi  bit yang hilang akibat crossover. Mutasi ini dilakukan pada tingkat gen, dan jumlah gen yang dimutasi kami batasi dalam suatu variabel Pmutasi sebesar 5%. Nilai ini kami rasa cukup karena semakin banyak gen yang dimutasi maka kualitas dari suatu individu bisa mengalami penurunan.

Setelah dilakukan mutasi, kembali dicek untuk tiap kromosomnya apakah melanggar constraint atau tidak. Jika ada kromosom yang total beratnya melebihi kapasitas Knapsack, maka secara random, gen yang bernilai 1 akan diganti dengan 0 sampai kromosom tersebut tidak melanggar constraint. Jadi dapat disimpulkan, aplikasi kami akan selalu menemukan solusi.

4. KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang dapat kami ambil adalah :

• Penerapan Algoritma Genetika dalam penyelesaian Knapsack Problem ini memiliki kelemahan yaitu ketidakpastian untuk menghasilkan solusi optimum global. Hal ini berlaku untuk semua kasus karena sebagian besar dari Algoritma Genetika ini berhubungan dengan bilangan random yang bersifat probabilistik.
• Aplikasi ini akan selalu menemukan solusi, karena pengecekan apakah kromosom dalam suatu populasi dilakukan dua kali, yakni ketika inisialisasi populasi awal dan ketika kromosom-kromosom telah dimutasi.

5. DAFTAR PUSTAKA

[1] Suyanto. 2005. Algoritma Genetika Dalam Matlab. Yogyakarta : Penerbit Andi.

[2] Suyanto. 2007. Artificial Intellegence. Bandung : Penerbit Informatika.

[3] Shrestha, Dipti dan Maya Hristakeva. Solving the 0-1 Knapsack Problem with Genetic Algorithms. USA : Computer Science Department, Simpson College.

[4] Permata, Anggi Shena. Pemecahan Masalah Knapsack dengan Algoritma Branch And Bound. Bandung : Institut Teknologi Bandung.

LAMPIRAN

Beberapa print screen aplikasi yang kami buat: