Teori & Ukuran Informasi, Kapasitas Saluran dan Koreksi kesalahan

Presentasi berjudul: "Teori & Ukuran Informasi, Kapasitas Saluran dan Koreksi kesalahan"— Transcript presentasi:

1 Teori & Ukuran Informasi, Kapasitas Saluran dan Koreksi kesalahan

2 Teori Informasi Cabang ilmu dari matematika terapan, teknik elektrik, dan ilmu komputer yang berhubungan dengan perhitungan dari informasi Contoh penggunaan teori informasi dalam bidang IT adalah dalam program kompresi (compression: zip,rar, 7z) Dalam ilmu komputer, pemampatan data[1] atau kompresi data adalah sebuah cara untuk memadatkan data sehingga hanya memerlukan ruangan penyimpanan lebih kecil sehingga lebih efisien dalam menyimpannya atau mempersingkat waktu pertukaran data tersebut. Ada terdapat dua jenis pemampatan data, yaitu pemampatan tanpa kehilangan (lossless data compression) dan pemampatan berkehilangan (lossy data compression). Pemampatan data tanpa kehilangan Teknik ini mampu memadatkan data dan mengembalikannya sama persis seperti semula. Tidak ada informasi yang hilang atau harus dikurangi dalam proses untuk mengurangi ukuran besar data. Biasanya algoritma pemadatan data jenis ini menggunakan prinsip kelebihan statistik (statistical redundancy) supaya data bisa disimpan dengan lebih ringkas. Karena kebanyakan data yang dipakai sehari-hari memiliki bagian yang berulang atau berlebihan (redundant data), pemampatan tanpa kehilangan bisa terjadi. Contoh mudahnya, apabila berkas gambar berukuran 256x256 berwarna polos (setiap pixel berwarna sama) dan tiap pixelnya berukuran 4 byte, tanpa pemadatan, berkas harus disimpan berukuran 4 kali 256x256, sama dengan byte. Namun, dengan pemadatan, maka data yang perlu disimpan hanyalah data satu warna tersebut dan informasi bahwa seluruh pixel gambar memiliki satu warna yang sama. Jadi, data yang perlu disimpan hanyalah 4 byte tambah beberapa byte untuk menandakan pengulangan pixel yang sama. Ingatlah ini hanya contoh yang simpel. Pemadatan tanpa kehilangan memiliki batas rendah di mana berkas tidak bisa dipadatkan lebih jauh lagi. Teorem Shannon menunjukkan bahwa pemadatan data tidak bisa menghasilkan kadar kode yang lebih rendah daripada entropi Shannon berkas, tanpa menyebabkan kehilangan informasi. Maka, apabila suatu berkas sudah dipadatkan (misalnya, berkas gambar disimpan di berkas .zip), berkas .zip tersebut tidak bisa lagi dipadatkan. Contoh algoritma adalah Lempel-Ziv, Lempel-Ziv-Welch, Lempel-Ziv-Markov, FLAC, ALAC, dan PAQ. Pemampatan data berkehilangan Dengan teknik ini, kehilangan data yang kecil masih dapat diterima. Dengan algoritma tertentu, detil berkas dipangkas supaya ukuran data bisa dikecilkan. Contohnya, pemadatan data dengan format berkas gambar JPEG bisa menyimpan data yang banyak, tapi juga mampu memangkaskan bagian-bagian visual yang kurang penting demi menghemati memori simpan. Berkas MP3 bisa menyimpan data lagu yang bersuara lebih jernih, tapi juga bisa mengurangi mutu suara jika ukuran data harus dikurangi. Contoh algoritma adalah MP3, JPEG, Ogg dan MPEG-2. Teori informasi dikembangkan oleh Claude E. Shannon yang pada dasarnya digunakan untuk menemukan batas dasar dari operasi pemrosesan signal seperti kompresi data (data compression), penyimpanan (storing), dan komunikasi data (data communication).

3 Teori-teori Informasi
Information is any type of pattern that influences the formation or transformation of other patterns. Shannon, Claude E. (1949). The Mathematical Theory of Communication. Information processing consists of an input-output function that maps any input sequence from χ into an output sequence from ϒ. Stephen B. Wicker, Saejoon Kim (2003). Fundamentals of Codes, Graphs, and Iterative Decoding. The concept that information is the message has different meanings in different contexts. Luciano Floridi (2010). Information - A Very Short Introduction Informasi adalah sebuah pola yang mempengaruhi formasi atau perubahan dari pola-pola lainnya. Pemrosesan informasi terdiri dari suatu fungsi input-output yang memetakan urutan input dari (contohnya) X menjadi suatu urutan output dari Y. Konsep dari informasi adalah pesan yang memiliki arti-arti yang berbeda didalam konteks-konteks yang berbeda.

4 Pengukuran Nilai Informasi
Bit sebagai sebuah satuan adalah jumlah informasi yang dapat dibawa oleh dua pilihan yang mempunyai kemungkinan yang sama. Bit melambangkan kapasitas dari sebuah digit biner. Satu huruf terdiri dari 8 bit. Contoh huruf “A” dalam binary adalah

5 Pengukuran Nilai Informasi
Konversi Ukuran 1 byte = 8 bit (binary digit) 1 kilobyte = byte 1 megabyte = kilobyte 1 gigabyte = megabyte 1 terabyte = gigabyte 1 petabyte = terabyte Symbol Ukuran Bit = b Byte = B Kilobyte = KB Megabyte = MB Gigabyte = GB Terabyte = TB Petabyte = PB

6 Kapasitas Saluran Bandwidth hertz bitrate byte
Bandwidth adalah besaran yang menunjukkan seberapa banyak data yang dapat dilewatkan dalam koneksi melalui sebuah network. Lebar pita atau kapasitas saluran informasi. Kemampuan maksimum dari suatu alat untuk menyalurkan informasi dalam satuan waktu detik. hertz bitrate byte Bandwidth adalah luas atau lebar cakupan frekuensi yang digunakan oleh sinyal dalam medium transmisi. Dalam kerangka ini, Bandwidth dapat diartikan sebagai perbedaan antara komponen sinyal frekuensi tinggi dan sinyal frekuensi rendah. frekuensi sinyal diukur dalam satuan Hertz. sinyal suara tipikal mempunyai Bandwidth sekitar 3 kHz, analog TV broadcast (TV) mempunyai Bandwidth sekitar 6 MHz. Bandwidth (lebarpita) dalam ilmu computer adalah suatu penghitungan konsumsi data yang tersedia pada suatu telekomunikasi. Dihitung dalam satuan bits per seconds (bit per detik). Perhatikan bahwa bandwidth yang tertera komunikasi nirkabel, modem transmisi data, komunikasi digital, elektronik, dll, adalah bandwidth yang mengacu pada sinyal analog yang diukur dalam satuan hertz (makna asli dari istilah tersebut) yang lebih tepat ditulis bitrate daripada bits per second. Dalam dunia web hosting, bandwidth capacity (kapasitas lebarpita) diartikan sebagai nilai maksimum besaran transfer data (tulisan, gambar, video, suara, dan lainnya) yang terjadi antara server hosting dengan komputer klien dalam suatu periode tertentu. Contohnya 5 GB per bulan, yang artinya besaran maksimal transfer data yang bisa dilakukan oleh seluruh klien adalah 5 GB, jika bandwidth habis maka website tidak dapat dibuka sampai dengan bulan baru. Semakin banyak fitur di dalam website seperti gambar, video, suara, dan lainnya, maka semakin banyak bandwidth yang akan terpakai.

7 Dalam dunia web hosting, bandwidth capacity (kapasitas lebarpita) diartikan sebagai nilai maksimum besaran transfer data (tulisan, gambar, video, suara, dan lainnya) yang terjadi antara server hosting dengan komputer klien dalam suatu periode tertentu. Contohnya 5 GB per bulan, yang artinya besaran maksimal transfer data yang bisa dilakukan oleh seluruh klien adalah 5 GB, jika bandwidth habis maka website tidak dapat dibuka sampai dengan bulan baru. Semakin banyak fitur di dalam website seperti gambar, video, suara, dan lainnya, maka semakin banyak bandwidth yang akan terpakai.

8 Perhitungan Kecepatan Download
Kbps (bit) ≠ KBps (byte) Contoh perhitungan kecepatan 512kbps KBps = (nilai kbps * 1000) / 8)) / 1024 Nilai kbps * 1000 = 512 * 1000 = /8 = /1024 = 62,5 KBps KBps = kbps * 0, kbps * 0, = 62,5 KBps

9 Pengertian Kesalahan Kesalahan (galat) adalah kejadian yang terjadi apabila suatu hal dalam system tidak berjalan seperti semestinya. Ketika melakukan pentransmisian data seringkali kita menjumpai data yang tidak sesuai dengan yang kita harapkan (salah sasaran). Hal ini disebabkan karena adanya gangguan dalam suatu saluran transmisi. Istilah error atau kesalahan memang mungkin terjadi pada suatu transmisi data. Sebutkan contoh-contoh error yang sering ditemui dalam transmisi data

10 Data Link Control Pengiriman data melalui link komunikasi data yang terlaksana dengan penambahan kontrol layer dalam tiap perangkat keras komunikasi dinyatakan sebagai data link control atau data link protocol. Data link adalah medium tramsmisi antara stasiun-stasiun ketika suatu prosedur data link control dipakai. Data link layer memiliki beberapa fungsi spesifik. Fungsi-fungsi ini meliputi : -penyediaan interface layanan-layanan baik bagi network layer -penentuan cara pengelompokan bit dari physical layer ke dalam frame, hal-hal yang berkaitan dengan error transmisi dan pengaturan aliran frame sehingga receiver yang lambat tidak akan terbanjiri oleh pengirim yang cepat. Data link protokol pengiriman signal melalui transmisi link. Protokol Data Link Control memiliki beberapa macam yaitu seperti : • Flow Control • Error Detection • Error Control • High Level Data Link Control • Other Data Link Control Protokol • Recommended Reading • Problem

11 Data Link Control Frame synchronization
Memakai variasi dari konfigurasi line Flow control Error control Kontrol dan data Addressing Manajemen link Hal yang perlu diperhatikan dalam Data Link Control adalah Frame synchronization Data dikirimkan dalam blok-blok yang disebut frame. Awal dan akhir tiap frame harus dapat diidentifikasikan. (Contoh dalam update program: Sesuaikan urutan pengunduhan dengan menggunakan penjadwalan atau penomoran) Memakai variasi dari konfigurasi line (next slide) Flow control Stasiun pengirim harus tidak mengirim frame-frame pada kecepatan yang lebih cepat daripada kecepatan penerimaan data pada stasiun penerima.  Error control Bit-bit error yang dihasilkan oleh sistem transmisi harus diperbaiki Kontrol dan data harus terletak pada link yang sama Sinyal-sinyal kontrol tidak diharapkan mempunyai jalur komunikasi yang terpisah. Karena itu, receiver harus mampu membedakan kontrol informasi dari data yang sedang ditransmisi. Addressing (pengalamatan) Contoh kasus : Pemberian IP Address pada setiap komputer di suatu network dan pencatatan Pada jalur komunikasi yang multipoint (banyak jalur), identitas dari dua stasiun (baik stasiun pengirim atau penerima) harus mampu membedakan kontrol informasi dari data yang sedang transmisi. Manajemen link Contoh kasus : Maintenance per periode Permulaan, pemeliharaan, dan penghentian dari pertukaran data memerlukan koordinasi dan kerjasama di antara stasiun pengirim dengan stasiun penerima. Diperlukan prosedur untuk manajemen pertukaran data.

12 Konfigurasi Line Point to Point Multipoint Point to point
Jika dalam suatu transmisi hanya ada satu stasiun pengirim dan satu stasiun penerima. Multipoint Jika dalam suatu transmisi ada lebih dari dua stasiun. Dipakai dalam suatu komputer dan suatu rangkaian terminal.

13 Flow Control Flow control adalah suatu teknik untuk memastikan/meyakinkan bahwa suatu stasiun transmisi tidak menumpuk data pada suatu stasiun penerima. Contoh Kasus : Saat download menggunakan IDM, terasa lambat karena komunikasi data dalam posisi antri. Contoh Solusi : Quality of Services (QoS) Tanpa flow control, buffer (memori penyangga) dari receiver akan penuh sementara masih banyak data lama yang akan diproses. Ketika data diterima, harus dilaksanakan sejumlah proses sebelum buffer dapat dikosongkan dan siap menerima banyak data.

14 Metode Pendeteksian Error
Echo Metode sederhana dengan sistem interaktif. Operator memasukkan data melalui sebuah terminal dan mengirimkan ke komputer lain, setelah itu komputer akan menampilkan data yang dikirim kembali ke terminal sehingga operator dapat memeriksa apakah data yang dikirimkan benar atau tidak. Error otomatis Metode dengan tambahan bit pariti (pariti ganjil atau pariti genap). Ada beberapa metode yang bisa digunakan dalam pendeteksian error, antara lain: Vertical redundancy checking Longitudinal redundancy checking Cyclic redundancy checking Contoh ping Parity Bit adalah sebuah bit yang ditambahkan pada sekumpulan bit yang bernilai 1 adalah ganjil atau genap untuk keperluan pendeteksian kesalahan. Misalnya sebuah data 7 bit , ,bila menggunakan parity genap, parity bit akan diatur ke nilai 0 berhubung jumlah bit yang bernilai 1 sudah genap.

15 Vertical Redundancy Checking
Metode ini lebih umum disebut dengan parity checking karena menggunakan sistem pengecekan paritas dan merupakan sistem untuk mencari kesalahan data yang paling sederhana. Dalam satu byte terdapat satu bit pariti. Bit ini nilainya tergantung kepada ganjil atau genapnya jumlah bit satu dalam satu byte. Gambar : Pengecekan Karakter M dengan parity genap Parity Bit adalah sebuah bit yang ditambahkan pada sekumpulan bit yang bernilai 1 adalah ganjil atau genap untuk keperluan pendeteksian kesalahan.

16 Koreksi Kesalahan Bila dijumpai kesalahan pada data yang telah diterima, maka perlu adanya error recovery atau pengkoreksian kesalahan agar jangan sampai kesalahan ini menyebabkan dampak yang besar bagi pengiriman datanya. Metode yang digunakan antara lain: Subtitusi Simbol Mengirim data koreksi Kirim Ulang Subtitusi simbol Bila ada data yang rusak maka komputer penerima mengganti bagian tersebut dengan karakter lain, seperti karakter SUB yang nerupa tanda tanya terbalik. Jika pemakai menjumpai karakter ini (pada program pengolah kata), maka berarti data yang diterima mengalami kerusakan, selanjutnya perbaikkan dilakukan sendiri. Mengirim data koreksi Data yang dikirimkan harus ditambah dengan kode tertentu dan data duplikat. Bila penerima menjumpai kesalahan pada data yang diterima maka perbaikkan dilakukan dengan mengganti bagian yang rusak dengan data duplikat. Cara ini jarang digunakan. Kirim ulang Cara ini merupakan cara yang paling sederhana, yaitu apabila komputer penerima menemukan kesalahan pada data yang diterima maka selanjutnya meminta komputer pengirim untuk mengulang pengiriman data.

17 Subtitusi simbol Bila ada data yang rusak maka komputer penerima mengganti bagian tersebut dengan karakter lain, seperti karakter SUB yang nerupa tanda tanya terbalik. Jika pemakai menjumpai karakter ini (pada program pengolah kata), maka berarti data yang diterima mengalami kerusakan, selanjutnya perbaikkan dilakukan sendiri. Mengirim data koreksi Data yang dikirimkan harus ditambah dengan kode tertentu dan data duplikat. Bila penerima menjumpai kesalahan pada data yang diterima maka perbaikkan dilakukan dengan mengganti bagian yang rusak dengan data duplikat. Cara ini jarang digunakan. Kirim ulang Cara ini merupakan cara yang paling sederhana, yaitu apabila komputer penerima menemukan kesalahan pada data yang diterima maka selanjutnya meminta komputer pengirim untuk mengulang pengiriman data.

18 Mengirim data koreksi Data yang dikirimkan harus ditambah dengan kode tertentu dan data duplikat. Bila penerima menjumpai kesalahan pada data yang diterima maka perbaikkan dilakukan dengan mengganti bagian yang rusak dengan data duplikat. Cara ini jarang digunakan. Kirim ulang Cara ini merupakan cara yang paling sederhana, yaitu apabila komputer penerima menemukan kesalahan pada data yang diterima maka selanjutnya meminta komputer pengirim untuk mengulang pengiriman data.

19 Kirim ulang Cara ini merupakan cara yang paling sederhana, yaitu apabila komputer penerima menemukan kesalahan pada data yang diterima maka selanjutnya meminta komputer pengirim untuk mengulang pengiriman data.