Al - Tea-Muhammad Wahyu - Rekayasa Ide [PDF]

Citation preview

REKAYASA IDE MK. Aljabar Linear Prodi s-1 Teknik Elektro



Skor Nilai :



MENGEMBANGKAN GRAPHICAL USER INTERFACE UNTUK OPERASI PADA MATRIK



Disusun Oleh : 1. 2. 3. 4.



Wandi Arbyan Muhammad Wahyu Yohana Fadhil Ibnu Ardiansyah



(5191230004) (5192530003) (5193530006) (5193530001)



Kelas : Teknik Elektro A Mata kuliah : Aljabar Linear Dosen pengampu : Drs. Marsangkap Silitonga M.Pd



PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2020 i



KATA PENGANTAR Puja dan puji syukur kami panjatakan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan karuniaNya rekayasa ide dapat dapat selesai dengan baik dan tepat waktu. Dan kami ucapakan terimakasih kepada pihak yang terkait atas kerjasamanya dalam melaksanakan rekaysa ide ini. Rekaya ide merupakan tugas yang mengharuskan mahasiwa dalam membaca, menganalisa sebuah artikel lalu memunculkan sebuah penerapan atau metode baru. Dengan demikian Rekayasa ide ini kami sajikan, semoga rekayasa ide ini dapat dipahami dan berguna bagi siapa saja yang membacanya. Serta kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami juga mohon kepada pembaaca untuk memberikan kritik dan saran yang membangun.



Medan, Desember 2020



Penulis



ii



DAFTAR ISI Kata Pengantar ..........................................................................................................



i



Daftar Isi .....................................................................................................................



ii



BAB I.Pendahuluan ...................................................................................................



1



1.1 Latar Belakang .......................................................................................................



1



1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................................



1



1.3 Tujuan ....................................................................................................................



1



BAB II.Kajian Teoritis ..............................................................................................



2



BAB III.Metodologi ...................................................................................................



5



3.1 Tujuan Rekayasa Ide ..............................................................................................



5



3.2 Jenis Rekayasa Ide .................................................................................................



5



3.3 Subjek Rekayasa Ide ..............................................................................................



5



3.4 Analisis Rekaysa Ide ..............................................................................................



5



BAB IV.Hasil Riset dan Pembahasan ......................................................................



6



BAB V.Penutup ..........................................................................................................



9



5.1 Kesimpulan ............................................................................................................



9



5.2 Saran ......................................................................................................................



9



Daftar Pustaka ...........................................................................................................



10



iii



BAB I PENDAHULUAN 1.1.



Latar Belakang



GUI (Graphical User Interface), adalah antarmuka pada sistem operasi atau komputer yang menggunakan menu grafis agar mempermudah para pengguna-nya untuk berinteraksi dengan komputer atau sistem operasi. Jadi, GUI merupakan antarmuka pada sistem operasi komputer yang menggunakan menu grafis. Menu grafis ini maksudnya terdapat tampilan yang lebih ditekankan untuk membuat sistem operasi yang user-friendly agar para pengguna lebih nyaman menggunakan komputer. Menu grafis itu ya seperti ada grafis-grafis atau gambar-gambar dan tampilan yang tujuannya untuk memudahkan para pengguna menggunakan sistem operasi. Perkembangan teknologi informasi dan komunikasi yang masif telah memberikan tantangan baru pada dunia pendidikan. Infiltrasi kemajuan teknologi ke dalam dunia pendidikan tidak terelakkan. Demikian pula, pembelajaran matematika tidak bebas dari teknologi. Teknologi dapat dimanfaatkan dalam berbagai cara dan bentuk untuk meningkatkan hasil belajar matematika (Niess, 2006). NCTM (2000) menggarisbawahi bahwa teknologi dapat memfasilitasi pemecahan masalah dalam matematika, komunikasi, penalaran, dan pembuktian. Selain itu, teknologi memberi kesempatan kepada pebelajar untuk mengeksplorasi berbagai bentuk representasi dari ide-ide matematika dan membangun koneksi baik dengan ide-ide matematika lainnya maupun dengan ide-ide dari ilmu lain (NRC, 2000). Dengan bantuan teknologi, perhitungan rutin dapat dikerjakan oleh teknologi sehingga pebelajar mempunyai kesempatan lebih besar untuk mengembangkan kompetensi matematika seperti berfikir kritis, berkomunikasi, menyelesaikan masalah, dan menerapkan matematika untuk masalah-masalah social dan sains yang lebih kompleks. (Ogunkunle & Charles-Ogan, 2013). Teknologi juga membantu pebelajar untuk belajar lebih lama karena mereka lebih fokus ketika belajar berbantuan teknologi seperti dikemukakan oleh Willougby & Wood (2008) dan Bitter & Legacy (2008).



1.2.



Rumusan Masalah



1. Apa yang dimaksud dengan Graphical User Interface 2. Bagaimana menyelesaikan operasi matrik menggunakan Graphical User Interface 3. Bagaimana pemanfaatan MATLAB sebagai alat bantu mengerjakan operasi matriks



1.3.



Tujuan



1. Menjelaskan tentang Graphical User Interface, MATLAB dalam operasi matriks 2. Menambahkan ide baru dalam penyelesaian operasi matrik dengan menggunakan matlab 3. Mengetahui Graphical User Interface pada Matlab untuk penyelesain opersai matriks. 1



BAB II KAJIAN TEORITIS Integrasi teknologi dalam pembelajaran diwujudkan melalui komputer dengan berbagai perangkat lunaknya. Pembelajaran berbantuan komputer telah banyak dimanfaatkan dalam pembelajaran dari tingkat sekolah dasar sampai perguruan tinggi (Abdullah, Hashim & Yusuf, 2010). Banyak perangkat lunak tersedia untuk pembelajaran seperti MATLAB, Maple, Octave, dan Mathematica. Dari aplikasi ini, yang paling banyak digunakan dalam institusi pendidikan adalah MATLAB, yang dipandang sebagai aplikasi standar untuk komputasi teknik dan sains. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengkaji pemanfaatan MATLAB dalam pembelajaran dan menyelidiki pengaruhnya terhadap proses dan produk pembelajaran (lihat misalnya Feng, 2011; Ibrahim, 2011; McCusker, Ma, dan Caserta, 2014; Andreatos dan Zagorianos, 2009). Jadi, MATLAB tidak sekadar dimanfaatkan sebagai alat bantu untuk komputasi tetapi juga dilibatkan dalam keseluruhan proses pembelajaran. Agar MATLAB bisa dimanfaatkan untuk pembelajaran tanpa memberikan beban belajar tambahan kepada pebelajar, salah satu pendekatan adalah mengembangkan antarmuka pengguna berbasis grafis (graphical user interface yang disingkat GUI) berbasis MATLAB. Dalam era digital dewasa ini antarmuka pengguna ada dimana-mana. Kita menggunakan antarmuka setiap hari tanpa kita sadari. Ketika menggunakan ATM, menggunakan komputer, menjelajah internet, dan menggunakan berbagai gawai adalah beberapa contoh antarmuka. Pemanfaatan MATLAB untuk mengembangkan GUI berdasarkan pada beberapa pertimbangan diantaranya kemudahan untuk digunakan dalam banyak platform misalnya Windows atau Linux. Selain itu, dalam MATLAB, terdapat aplikasi GUI yang bisa dibuat untuk meningkatkan belajar (Andreatos dan Zagorianos, 2009). Pengembangan GUI merupakan bidang kajian riset yang cukup aktif seperti dinyatakan oleh Roanes-Lozano dan Hernando (2014) bahwa “developing GUI for mathematical software has been an active field for a long time. Melalui GUI, materi ajar bisa dikemas secara interaktif dan menyediakan beragam pengalaman bagi pebelajar sehingga diharapkan mampu meningkatkan tingkat pemahaman pebelajar. Dengan bantuan GUI, pebelajar dapat menyesuaikan proses belajar dengan kondisinya, baik ketika belajar dalam kelompok maupun belajar mandiri. Sejalan dengan ini Helen (2006) menyatakan bahwa “… aneffective interactive courseware should be able to use by the different level of learners either for group collaboration or individual uptake and an effectives interface design can accommodating the learner needs as well.” Kegiatan belajar dengan fasilitas GUI, yang pada dasarnya memanfaatkan teknologi komputer, mempromosikan penggunaan teknik pembelajaran aktif, membantu mengembangkan timbal balik dan kerjasama antar peblajar dan membantu instruktur menghormati beragam bakat pebelajar dan cara belajarnya (Toth, Beardsley, dan Foulger, 2010). 2



Dengan demikian, pengembangan GUI merupakan sesuatu yang esensial dalam rangka peningkatan kualitas proses dan produk pembelajaran. Graphical User Interface adalah sistem yang digunakan dan dikendalikan oleh manusia untuk berinteraksi dengan komputer. GUI adalah ”... the part of a computer and its software that people can see, hear, touch, talk to, or otherwise understand or direct (Galitz, 2007). Graphical User Interface adalah titik kontak antara pengguna dan komputer dimana pengguna tidak perlu menguasai bahkan mengetahui pemrograman. Melalui GUI, informasi diatur pada layar komputer sedemikian sehingga mudah dipahami dan digunakan. Kemudahan ini disebabkan GUI lebih memilih menggunakan ikon, menu, dan mouse daripada teks dan program yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi yang mungkin hanya bisa dipahami oleh pemrogramnya (Nasiruzzaman, 2010). Dalam perancangan GUI, ada dua pekerjaan utama yang mesti diselesaikan yaitu rancangan front-end dan rancangan back-end. Rancangan front-end merujuk pada rancangan tampilan antarmuka yang akan dilihat dan dirasakan oleh pengguna. Rancangan back-end terkait dengan pemrograman kode komputer agar elemen-elemen pada antarmuka menjadi fungsional. Tanpa fungsi, antarmuka hanya menjadi tempat untuk pajangan ikon-ikon. Setelah mendesain layout dari antarmuka, berikutnya adalah membuat kode komputer yang nantinya akan menginstruksikan elemen-elemen dari antarmuka untuk tugas tertentu. MATLAB menggabungkan komputasi, visualisasi, dan pemrograman dalam satu paket. Ditinjau dari pengoperasiannya, MATLAB pada dasarnya adalah sistem interaktif. Pada prompt MATLAB, pengguna mengetikkan perintah yang disajikan dalam notasi matematika yang telah dikenal, dan sistem akan memberikan respon seketika berdasarkan input yang telah dimasukkan. Akan tetapi, untuk masalah yang rumit proses ketik ulang ini akan menimbulkan masalah, seperti membosankan dan membuang waktu. Untuk meminimalkan masalah ini, pendekatan yang lebih baik adalah membuat graphical user interface (GUI). Ada dua cara untuk membuat GUI pada MATLAB, yakni cara tingkat tinggi dan cara tingkat rendah. MATLAB mempunyai Integrated Development Environment (IDE) yang merupakan pemrograman tingkat tinggi. Pada IDE, pengembang membuat objek grafis hanya dengan menyeret (dragging) suatu objek dari palet desain ke editor layout. Sedangkan pemrogaman tingkat rendah menuntut penulisan instruksi dengan bahasa pemrograman untuk elemen-elemen pada GUI. GUIDE (Graphical User Interface Development Environment) adalah IDE bagi MATLAB. Fasilitas GUIDE sangat memudahkan pengembangan antarmuka pengguna karena GUIDE menyediakan elemen-elemen antarmuka seperti buttons, menus, dan forms, masingmasing bisa diprogram untuk melakukan tugas tertentu. Elemen-elemen ini kemudian disatukan untuk menjadi antarmuka pengguna yang lengkap. Disamping itu, IDE mengurangi beban kerja pemrograman. Namun, tetap diperlukan pembuatan kode komputer untuk mengeksekusi tugas yang diinginkan dari elemen-elemen GUI, seperti pushbutton, menu, slider. 3



Dengan kata lain, segera setelah suatu objek grafis dibuat, fungsionalitas dari objek ini ditentukan oleh kode komputer. Jadi, dapat dikatakan bahwa GUIDE adalah perangkat lunak yang mempunyai sekumpulan alat bantu (tool) untuk membangun GUI berbasis MATLAB. “The set of user interface components supplied with MATLAB allows you to design GUIs that match those used in sophisticated software packages (Marchand dan Holland, 2003). Kelebihan GUI yang paling penting adalah bahwa GUI bisa post-process hasil simulasi sehingga mampu memberikan umpan balik kepada pengguna dengan seketika (Depcik dan Assanis, 2004). Hal ini sangat penting ketika melakukan kajian parametrik dimana variabel berubah pada interval tertentu. Ilustrasi visual yang menunjukkan bagaimana perubahan terjadi sebagai fungsi dari beragam variabel atau parameter, menguatkan hasil pembelajaran yang diperoleh di kelas. Kelebihan GUI yang lain adalah GUI dapat dikonversi menjadi executable file sehingga pengguna bisa menggunakan antarmuka di komputernya tanpa keharusan memiliki lisensi MATLAB (Gómez-Varela dan Bao-Varela, 2009).



4



BAB III METODOLOGI 3.1 Tujuan Rekayasa Ide Tujuan dari Rekayasa ide ini secara umum adalah untuk mengungkapkan atau memunculkan ide baru setelah melakuakan studi pustaka terhadap artikel yang membahas mengenai aljabar linear.



3.2 Jenis Rekayasa Ide jenis rekaysa ide dimana kami memberikan gamabaran yang sejelas jelasnya bagaimana prinsip kerja graphical user interface dalam melaukan tugasnya untuk menyelesaikan operasi matriks.



3.3 Subjek Rekayasa Ide Subjek Rekayasa ide kami ini adalah jurnal, website ataupun artikel yang kami dapat secara online dimana jurnal dan ertikel yang kami gunakan berhubungan dengan graphical usr interface dan operasi matriks.



3.4 Analisis Rekaysa Ide Pada rekayasa ide ini kami menggunakan metode dengan pengembangan untuk rekayasa perangkat lunak dengan tujuan mengembangkan GUI berbasis MATLAB. Pengembangan mengacu pada metode Software Development Life Cycle (SDLC) dengan model Waterfall. (Sommerville, 2011:30). Secara umum, ada dua tahapan dalam pengembangan GUI, yaitu tahap desain dan tahap implementasi. Tahap desain dimulai dengan merancang bagaimana organisasi GUI terkait dengan hirarki aksi yang mesti dilakukan GUI. Dalam tahap ini juga dirancang bagaimana layout tampilan jendela GUI seperti letak komponen, ukurannya, pewarnaan, bentuk dan ukuran huruf, dan sebagainya. Desain GUI ini dibuat pada kertas (paper prototyping) sehingga mudah membayangkan dan merencanakan fungsi, button, dan semua elemen lainnya dari aplikasi yang diinginkan. Setelah rancangan kertas ini selesai, selanjutnya merealisasikan rancangan ini dengan MATLAB. Ada dua cara untuk melakukan ini. Cara pertama adalah membuat kode komputer dalam bentuk file .m namun cara ini membutuhkan waktu yang cukup lama. Cara kedua adalah memanfaatkan mekanisme GUIDE (Graphical User Interface Development Environment) yang memang disediakan untuk pengembangan GUI pada MATLAB. Dalam hal ini, hanya diperlukan “drag and drop” objek-objek ke dalam lembar kerja dan lalu mengatur parameternya dengan Property Inspector. Tahap implementasi dilakukan dengan melakukan uji terhadap GUI yang telah diperoleh. Tahap ini sangat penting karena pada tahap ini dapat ditemukan kesalahan atau malafungsi dari program.



5



BAB IV HASIL RISET DAN PEMBAHASAN Kita menggunakan fasilitas GUIDE untuk mengembangkan GUI. Rancangan GUI dengan GUIDE terlihat seperti Gambar 1.



Gambar 1 Rancangan komponen GUI dengan GUIDE



GUI ini meminta pengguna memasukkan matriks dan vektor melalui keyboard dan 1 2 melakukan beberapa operasi pada matriks. Sebagai contoh diberikan matriks A = [ ] dan 6 8 3 Vektor B = [ ] −9



Matriks dan vektor ini mudah dimasukkan ke GUI seperti ditunjukkan oleh rangkaian gambar berikut.



Gambar 2 Memasukkan matriks dan vektor 6



Gambar 3 Elemen pada baris pertama muncul



Gambar 4 Tampilan matriks A dan vektor b pada GUI



Selanjutnya kita menghitung determinan matriks A, invers matriks A, dan hasil kali matriks A dan vektor b. Hal ini dilakukan dengan mengklik ikon “Operasi” dan hasilnya muncul pada bagian bawah dari jendela.



Gambar 5 Hasil operasi pada matriks dan vector 7



Meskipun GUI ini telah berjalan dengan baik, namun beberapa hal masih perlu dikembangkan. Misalnya perlu dicantumkan tujuan GUI dan petunjuk pemakaian GUI pada tampilan GUI itu sendiri. Selain itu, tampilan GUI masih bisa dibuat lebih menarik dengan mengatur kembali tata letak dan memberikan pewarnaan yang sesuai. Terlepas dari hal ini, hasil uji coba perseorangan menunjukkan bahwa GUI ini bisa dioperasikan dengan mudah dan memberikan hasil yang benar. Ditinjau dari konten, GUI telah memfasilitasi operasi yang melibatkan matriks meskipun belum semua operasi terkait matriks termuat dalam GUI. Selain itu, desain GUI memungkinkan pengguna mengoperasikan GUI ini secara sederhana dan intuitif. Ini masih memerlukan pengembangan lebih lanjut.



8



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dalam Rekayasa Ide ini telah dipaparkan tentang GUI yang didesain dengan GUIDE MATLAB. GUI ini digunakan untuk melakukan operasi pada matriks yang mencakup perhitungan determinan, penentuan invers dari matriks, dan perkalian matriks dengan vektor. GUI ini memungkinkan pebelajar untuk mengeksplorasi sifat-sifat determinan dan invers serta syarat terjadinya perkalian matriks dan vektor. Dalam pengoperasian GUI, terjadi interaksi antara pebelajar dengan GUI dengan cara yang cukup sederhana dan intuitif. GUI ini dimaksudkan sebagai suplemen bagi kegiatan teoritis dan praktek serta untuk memperkuat pengetahuan yang diperoleh pebelajar.



5.2 Saran Untuk memantapkan ide ini lebih baik melakukan penelitoan terhadap alat yang menjadi tinjauan Rekayasa ide ini agar dapat dibuktikan apakah ide yang disajikan dapat digunakan sebagai penyeselesaian operasi matriks.



9



DAFTAR PUSTAKA Abdullah, K. A., Hashim, N., dan Yusof, Z. 2010. The development of computer-aided learning for computer numerical control machine: A pilot study dalam 2nd International Congress for Engineering Education (ICEED), 94-99. Andreatos, A. S & Zagorianos, A. D. 2009. Matlab GUI Application for Teaching Control Systems dalam Proceedings of the 6th WSEAS International Conference on Engineering Education, 208211. Bitter, G. G. & Legacy, J. M. 2008. Using Technology in the Classroom Edisi 7. Boston : Pearson Publishers. Depcik, C. & Assanis, D. N. 2004. Graphical user interface in an engineering educational environment. Feng, G. 2011. Applications of Matlab in Mathematical Analysis. Journal of Software 6, 1225 – 1229. Galitz, W. O. 2007. The Essential Guide to User Interface Design: An Introduction to GUI Design Principles and Techniques. New York: Wiley Computer Publishing. Gómez-Varela, A. I. & Bao-Varela, C. 2014. MATLAB GUI (Graphical User Interface) for the design of GRIN components for optical systems as an educational tool dalam Proc. of SPIE Vol. 9289 92891W-1, Manuel F. P. C. Martins Costa, Mourad Zghal (eds). Helen, B. 2006. Evaluating interface aesthetics: A measure of symmetry. Proceeding paper for the International Conference of Society for Optical Engineering, 60 (6), 52-63. Ibrahim, D. 2011. Engineering simulation with MATLAB: improving teaching and learning effectiveness. Procedia Computer Science 3, 853–858. Marchand, P & Holland, O. T. 2003. Graphics and GUIs with MATLAB Edisi 3. Boca Raton: Chapman & Hall McCusker, J., Ma, G, dan Caserta, Jr., F. 2014. Can we use MATLAB application to improve students performance on Trigonometry of vector problem solving? dalam Proc. of 2014 Zone 1 Conference of the American Society for Engineering Education (ASEE Zone 1) Nasiruzzaman, A. B. M. 2010. Using MATLAB to develop standalone graphical user interface (GUI) software packages for educational purposes dalam Matlab – Modelling, Programming and Simulations. Emilson Pereira Leite (editor), hal. 17-40. National Council of Teachers of Mathematics. 2000. Principles and standards for school mathematics. Reston: NCTM National Research Council. 2000. How people learn. Washington, D.C: National Academy Press. Ogunkunle, R. A. & Charles-Ogan, G. 2013. Dependence on Calculators for Acquisition of Basic Skills in Junior Secondary School Mathematics. Journal of Research in Development (JORIND). 11(1), 228-232.



10