Skripsi: Pemodelan Basis Pengetahuan dengan Frame - Studi Kasus Surat Kabar PDF

Preview

Summary

SKRIPSI PEMODELAN BASIS PENGETAHUAN DENGAN FRAME: STUDI KASUS SURAT KABAR Anjar Priandoyo 00/136829/PA/08200 Departemen Pendidikan Nasional Universitas Gadjah Mada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Program Studi Ilmu Komputer Yogyakarta 2004 2 DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN ..................

Description

SKRIPSI PEMODELAN BASIS PENGETAHUAN DENGAN FRAME: STUDI KASUS SURAT KABAR

Anjar Priandoyo 00/136829/PA/08200 Departemen Pendidikan Nasional Universitas Gadjah Mada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Program Studi Ilmu Komputer

Yogyakarta 2004

2

DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN .......................................................................... 4 1.1 Latar Belakang Masalah .................................................................. 6 1.2 Perumusan Masalah ........................................................................ 7 1.3 Batasan Masalah.............................................................................. 7 1.4 Tujuan Penelitian ............................................................................ 7 1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................... 7 1.6 Tinjauan Pustaka ............................................................................. 8 1.7 Sistematika Tulisan ......................................................................... 8 BAB II DASAR TEORI .......................................................................... 10 1.8 Pengetahuan .................................................................................. 10 1.9 Rekayasa Pengetahuan .................................................................. 12 1.10 Basis Pengetahuan ......................................................................... 14 1.11 Skema representasi pengetahuan................................................... 14 2.11.1 Bingkai .................................................................................. 15 2.11.2 Jaringan semantik .................................................................. 16 2.11.3 Aturan produksi ..................................................................... 17 1.12 Penerapan basis pengetahuan ........................................................ 18 1.13 Representasi pengetahuan dengan bingkai.................................... 19 2.13.1 Frame..................................................................................... 19 2.13.2 Slot ........................................................................................ 19 2.13.3 Classes and instances ............................................................ 20 2.13.4 Slot Value Inheritance dan Defaults ..................................... 21 2.13.5 Facets..................................................................................... 23 1.14 Representasi pengetahuan ............................................................. 23 2.14.1 Peranan I: Perwakilan ........................................................... 23 2.14.2 Peranan II: Himpunan dari komitmen ontologi .................... 25 2.14.3 Peranan III: Bagian dari teori penalaran kecerdasan............. 27 2.14.4 Peranan IV: Medium untuk komputasi yang efisien ............. 28 2.14.5 Peranan V: Medium untuk ekspresi manusia ........................ 29 1.15 Ontologi ........................................................................................ 30 2.15.1 Pengoptimalan dan penggunaan kembali pengetahuan......... 30 2.15.2 Spesifikasi dari mekanisme ................................................... 30 1.16 OKBC ............................................................................................ 32 2.16.1 Model Pengetahuan OKBC ................................................... 33 2.16.2 GFP ....................................................................................... 33 1.17 Representasi pengetahuan untuk web ........................................... 35 2.17.1 Masalah dalam pengelolaan informasi .................................. 35 2.17.2 Bahasa markup semantik....................................................... 37 2.17.2.1 HTML .................................................................................. 37 2.17.2.2 XML ..................................................................................... 41

3

2.17.2.3

RDF ...................................................................................... 42

BAB III PERANCANGAN BASIS PENGETAHUAN : ..................... 44 STUDI KASUS SURAT KABAR .......................................................... 44 1.18 Studi Kasus Surat Kabar ............................................................... 44 1.19 Metodologi rekayasa pengetahuan ................................................ 45 1.20 Penentuan Frame ........................................................................... 46 2.20.1 Frame Pengarang................................................................... 47 2.20.2 Frame Materi ......................................................................... 47 2.20.3 Frame Informasi Layout ........................................................ 47 2.20.4 Frame Pustaka ....................................................................... 48 2.20.5 Frame Koran.......................................................................... 48 2.20.6 Frame Organisasi .................................................................. 48 2.20.7 Frame Orang.......................................................................... 48 1.21 Penentuan dan Hirarki Class ......................................................... 49 1.22 Penentuan properti classes dan slot ............................................... 51 2.22.1 Class Pengarang .................................................................... 51 2.22.2 Class Materi .......................................................................... 53 2.22.3 Class Informasi Layout ......................................................... 56 2.22.4 Class Pustaka......................................................................... 58 2.22.5 Class Koran ........................................................................... 58 2.22.6 Class Organisasi .................................................................... 58 2.22.7 Class Orang ........................................................................... 59 1.23 Perancangan Interface ................................................................... 60 BAB IV IMPLEMENTASI PEMODELAN ......................................... 63 1.24 Kebutuhan Sistem ......................................................................... 63 1.25 Konfigurasi .................................................................................... 63 1.26 Implementasi Sistem ..................................................................... 64 2.26.1 Implementasi Basis Pengetahuan .......................................... 64 2.26.2 Pengisian Instance ................................................................. 65 1.27 Query ............................................................................................. 68 1.28 Inferensi......................................................................................... 69 1.29 Interoperabilitas basis pengetahuan .............................................. 74 BAB V PENUTUP ................................................................................... 76 1.30 Kesimpulan ................................................................................... 76 1.31 Saran .............................................................................................. 76

4

DAFTAR GAMBAR Gambar II. 1. Contoh bingkai pengetahuan cangkir ............................................. 16 Gambar II. 2. Contoh jaringan semantik ............................................................... 17 Gambar II. 3. Contoh aturan produksi .................................................................. 17 Gambar II. 4. Arsitektur dari sistem berbasis pengetahuan .................................. 18 Gambar II. 5. Struktur pohon kode XML ............................................................. 41 Gambar III 1. Visualisasi frame ............................................................................ 49 Gambar III.2. Visualisasi class pengarang Gambar III.3. Visualisasi class orang Gambar III.4. Visualisasi class informasi layout Gambar III.5. Visualisasi class materi Gambar III.4. Visualisasi hirarki seluruh class Gambar III.5. Interface Pengarang Gambar III.6. Interface Materi Gambar III.7. Interface Artikel Gambar III.8. Interface Pustaka Gambar III.9. Interface Koran gambar IV.1 Implementasi class dengan protege gambar IV.2 Implementasi slot dengan protege gambar IV.3 Contoh pengisian instance berita politik gambar IV.4 Contoh pengisian instance berita setempat gambar IV.5 Contoh pengisian instance kolumnis gambar IV.6 Contoh pengisian instance kolom standar gambar IV.7 Contoh pengisian instance informasi periklanan gambar IV.8 Contoh query untuk daftar artikel gambar IV.9 Contoh query untuk informasi pegawai gambar IV.10 Instance sebelum inferensi gambar IV.11 Instance setelah inferensi gambar IV.12 Instance sebelum inferensi gambar IV.13 Instance setelah inferensi gambar IV.14 Contoh format XML dari basis pengetahuan gambar IV.15 Contoh format RDF dari basis pengetahuan gambar IV.16 Contoh format UML dari basis pengetahuan

5

DAFTAR TABEL Tabel II.1. Perbandingan rekayasa pengetahuan dan pemrograman ..................... 13 Tabel III.1. Class Pengarang Tabel III.2. Class Layanan Berita Tabel III.3. Class Kolumnis Tabel III.4. Class Pengedit Tabel III.5. Class Pelapor Tabel III.6. Class Materi Tabel III.7. Class Personal Tabel III.8. Class Iklan Standar Tabel III.9. Class Nama Slot Tabel III.10. Class Grafik Pembayaran Tabel III.11. Class Layout Materi Tabel III.12. Class Rancangan Koran Tabel III.13. Class Persegi Tabel III.14. Class Seksi Tabel III.14. Class Pustaka Tabel III.15. Class Koran Tabel III.16. Class Organisasi Tabel III.17. Class Orang Tabel III.18. Class Pegawai

6

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah Pembangunan dan pengelolaan sebuah basis pengetahuan (knowledge base) telah menjadi masalah utama dalam penelitian kecerdasan buatan (artificial intelligence). Domain pengetahuan yang berkembang semakin besar dan tuntutan akan interoperabilitas dengan aplikasi atau sistem yang lain menjadi alasan penelitian dalam bidang ini (David and Lenat, 1982). Basis pengetahuan sendiri merupakan komponen utama dalam arsitektur kecerdasan buatan. Basis pengetahuan diterapkan pada berbagai aplikasi kecerdasan buatan, seperti pada sistem pakar (expert system) dan sistem berbasis pengetahuan (knowledge based system) ataupun aplikasi manajemen pengetahuan (knowledge management) Dengan semakin berkembangnya teknologi internet sendiri, berbagai standar diluncurkan untuk memungkinkan pertukaran pengetahuan seperti XML (eXtensible Markup Language), RDF (Resource Description Framework), dan banyak lainnya. Model representasi bingkai (frame based representation) adalah salah satu representasi pengetahuan yang dipakai untuk menyimpan pengetahuan dan fakta mengenai subyek tertentu (Karp, 1992).

7

1.2 Perumusan Masalah Masalah-masalah pokok yang akan dibahas dalam skripsi ini adalah: 1. Pengertian dan dasar basis pengetahuan 2. Pemodelan basis pengetahuan dengan representasi frame

1.3 Batasan Masalah Penulisan skripsi ini hanya dibatasi pada pengembangan dan pembuatan basis pengetahuan serta implementasinya. Untuk lebih memperjelas akan diambil studi kasus terkait dengan pengembangannya dalam hal ini pada surat kabar.

1.4 Tujuan Penelitian 1. Membangun basis pengetahuan dengan representasi frame pada studi kasus surat kabar 2. Melakukan query dan inferensi terhadap basis pengetahuan 3. Melakukan konversi dalam berbagai standar web

1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan pada bidang kecerdasan buatan, khususnya pengembangan sistem pakar dengan representasi pengetahuan model frame. Bagi kalangan akademisi sendiri penelitian ini dapat menjadi bahan penelitian untuk pengembangan lebih lanjut. Secara praktis, studi

8

kasus pada surat kabar ini dapat dimanfaatkan oleh pihak-pihak terkait seperti industri penerbitan dalam penyusunan sistem berbasis pengetahuan.

1.6 Tinjauan Pustaka Konsep dasar mengenai basis pengetahuan banyak ditemukan pada bukubuku teks klasik mengenai kecerdasan buatan dan sistem pakar misalnya Knowledge Based System in Artificial Intelligence, 1982 oleh Randall Davis dan Douglas B. Lenat. Building Expert System, 1983, oleh Frederick Hayes Roth, Douglas B. Lenat dan Waterman. Dan Putting Artificial Intelligence to Work : Evaluating & Implementing Business Applications, 1987, oleh Schoen dan Skyes. Referensi umum mengenai representasi pengetahuan diambil dari What is a Knowledge Representation?, 1993 oleh Randall Davis, Shrobe, dan Szolovits. Sedangkan model representasi pengetahuan dengan basis frame diambil dari The Design Space of Frame Knowledge Representation Systems, 1992, yang ditulis oleh Peter Karp. Model representasi pengetahuan untuk web diambil dari Practical Knowledge Representation for the Web,1999, oleh Frank van Harmelen, Beberapa definisi dan istilah juga mengacu pada situs internet seperti www.wikipedia.org www.hyperdictionary.com www.whatis.com

1.7 Sistematika Tulisan Untuk memberikan gambaran tentang materi pada skripsi ini, maka materi tersebut disusun dalam sistematika sebagai berikut :

9

Bab I : Pendahuluan Berisi tentang latar belakang masalah, maksud dan tujuan penulisan, batasan masalah, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan. Bab II : Dasar Teori Berisi tentang teori-teori yang mendasari dan mendukung mengenai basis pengetahuan BAB III : Perancangan Basis Pengetahuan: Studi Kasus Surat Kabar Berisi tentang perancangan basis pengetahuan dengan representasi frame meliputi analisa mengenai frame, class dan perancangan interface BAB IV : Implementasi Pemodelan Pembahasan mengenai implementasi basis pengetahuan, berikut proses query dan interferensinya. BAB V : Penutup Saran dan kesimpulan

10

BAB II DASAR TEORI

1.8 Pengetahuan Pengetahuan menurut Schoen dan Wendell Skyes dalam buku Putting Artificial Intelligence to Work dapat diklasifikasikan kedalam tiga kategori umum berdasarkan tingkat abstraksi dan generalisasinya : umum (public), terbagi (shared) dan pribadi (private) 1. Pengetahuan umum, sebagian besar tersedia secara eksplisit dan dalam bentuk abstrak. Dapat diajarkan di sekolah dan dieskpresikan sebagai algoritma. Aplikasinya secara umum terkait dan dapat dipahami oleh pakar yang terlatih dalam penggunaannya 2. Pengetahuan terbagi, dikembangkan sebagai bagian dari lingkungan dari sebuah grup yang bekerja atau berinteraksi bersama. Jenis pengetahuan ini tidak dapat dituliskan tetapi ada dalam sebuah grup dan dapat dideskripsikan, atau paling tidak dapat digunakan dalam grup sebagai basis. Tim olahraga dan regu operasi konstruksi bekerja dengan pengetahuan terbagi. 3. Pengetahuan pribadi, keseluruhannya adalah individual. Biasanya berdasarkan pengalaman dari perorangan dan menyediakan struktur dari solusi. Jenis pengetahuan ini seringkali, dalam faktanya tidak dapat dideskripsikan oleh individu yang memilikinya

11

Berdasarkan

sifatnya

pengetahuan

dapat

diklasifikasikan

menjadi

pengetahuan assosiasional (associational knowledge), keahlian gerak (motor skills), pengetahuan persepsi (perception knowledge), pengetahuan teoritis (theoretical knowledge), pengetahuan umum (common sense knowledge) 1. Pengetahuan assosiasional, pengetahuan assosional hanya memandang asosiasi input dan output tanpa pemahaman apa yang terjadi dalam kotak

hitam.

Seringkali

melibatkan

pengalaman.

Dapat

direpresentasikan dengan himpunan dari aturan if-then. Telah dapat diimplementasikan dengan sukses melalui KBS (knowledge based system) 2. Keahlian gerak, Melibatkan baik tugas physical dan kognitif seperti berjalan, menyetir. Tidak mudah untuk direpresentasikan. Sulit ditangani oleh KBS 3. Pengetahuan persepsi, melibatkan tugas kognitif secara intensif dan pengalaman seperti melihat, mendengar. Tidak mudah untuk direpresentasikan. Sulit ditangani oleh KBS 4. Pengetahuan teoritis, melibatkan pemahaman teoritis dari sebuah bidang. Sulit direpresentasikan, telah dicoba oleh beberapa peneliti KBS 5. Pengetahuan umum, Jumlah latarbelakang pengetahuan yang besar menjadikan masalah

12

Klasifikasi pengetahuan yang lain berdasarkan representasinya adalah : 1. Pengetahuan deklaratif , mengetahui apakah sesuatu benar atau salah 2. Pengetahuan prosedural, mengetahui bagaimana melakukan sesuatu 3. Pengetahuan tacit, pengetahuan yang tidak bisa diekpresikan dengan bahasa Sedangkan menurut www.hyperdictionary.com Pengetahuan adalah obyek, konsep dan relasi yang diasumsikan ada pada suatu bidang tertentu. Pengetahuan berbeda dengan data atau informasi dimana pengetahuan baru dapat dibuat dari pengetahuan yang sudah ada dengan menggunakan inferensi logika (logical inference). Jika informasi adalah data dengan arti, maka pengetahuan adalah informasi dengan pemrosesan.

1.9 Rekayasa Pengetahuan Rekayasa pengetahuan (knowledge engineering), adalah sub bidang dari kecerdasan buatan untuk membangun sebuah sistem berbasis pengetahuan yang terdiri dari subproses yaitu : 1. Penerimaan pengetahuan (knowledge acquisition), proses memperoleh, menghasilkan

pengetahuan

baru

dan

menggunakan

kembali

pengetahuan lama 2. Pemodelan pengetahuan (knowledge modelling), proses penalaran dengan dan pemrosesan pengetahuan yang telah diperoleh

13

3. Validasi pengetahuan (knowledge validation), proses meninjau akurasi dari pengetahuan yang telah diperoleh 4. Kompilasi

pengetahuan

(knowledge

compilation),

proses

mengubah/memurnikan basis pengetahuan kedalam bentuk operasional Rekayasa pengetahuan bila dibandingkan dengan pemrograman dapat disajikan dalam tabel sebagai berikut Tabel II.1. Perbandingan rekayasa pengetahuan dan pemrograman

Rekayasa pengetahuan Input : Masalah dan Deskripsi

Pemrograman Input : Himpunan data program

pertanyaan Pemilihan logika

Pemilihan bahasa pemrograman

Pembuatan basis pengetahuan

Penulisan program

Penerapan

Pemilihan

teori

pembuktian

(proof theory)

atau

penulisan

kompiler

Inferensi fakta baru

Menjalankan program

Output : jawaban

Output : Data output program

Lebih sedikit kerja, lebih sedikit

Pekerjaan

komitment, deklaratif

tambahan

(implementasi mendetail), OOD, proc

14

1.10

Basis Pengetahuan Basis

pengetahuan

(knowledge

base)

merupakan

kumpulan

dari

pengetahuan yang diekspresikan menggunakan suatu bahasa representasi pengetahuan formal misalnya kalkulus predikat, graf AND/OR, aturan if-then. Basis pengetahuan merupakan representasi pengetahuan seorang pakar (domain expert). Basis pengetahuan berisi fakta-fakta tentang obyek dalam suatu ruang lingkup pengetahuan. Dengan demikian basis pengetahuan membentuk sumber intelegensia dan akan digunakan oleh mesin inferensi untuk melakukan penalaran (reasoning) dan pengambilan keputusan (Davis and Lenat,1982) Sebagai contoh, sebuah basis pengetahun mengenai keluarga dapat terdiri dari fakta bahwa Budi adalah anak dari Tono dan Andi adalah anak dari Budi. Dari pengetahuan ini dapat dilakukan inferensi fakta baru bahwa andi adalah cucu dari Tono. Dalam rangkaian rekayasa pengetahuan proses pembangunan basis pengetahuan mengambil tahapan pada akuisisi pengetahuan yang dapat dijalankan secara manual, otomatis ataupun semi otomatis.

1.11

Skema representasi pengetahuan Representasi pengetahu...