STRUKTUR DATA 12 organisasi berkas Oleh Antonius Rachmat

STRUKTUR DATA (12) organisasi berkas Oleh Antonius Rachmat C, S. Kom

Organisasi Berkas (File) • Sekuensial • Record disimpan dalam file secara beruntun berdasarkan kedatangannya • Record yang masuk pertama akan memiliki indeks atau alamat yang lebih kecil daripada record yang masuk kemudian • Langsung • Sekunsial Berindeks

File Langsung • Dengan organisasi ini, untuk menemukan suatu record, maka tidak melalui proses pencarian, namun langsung menuju ke alamat yang ditempati record • Contoh: record dengan key 100 akan disimpan pada alamat 100 • Kerugian: berarti harus ada ruang yang cukup besar untuk menampung semua kemungkinan key yang ada. • Contoh: jika key berupa NIM (8 digit) berarti harus ada alamat 0000000 sampai 9999999

File Sekuensial Berindeks • Record disimpan secara berurutan (beruntun) • Record yang masuk lebih dahulu disimpan pada alamat yang lebih kecil daripada record yang disimpan kemudian • Untuk menemukan record, harus dilakukan pencarian lebih dahulu • Cara ini fleksible karena ukuran file dapat disesuaikan dengan jumlah record yang ada.

Metode Hashing • Untuk mengatasi kerugian korespondensi satu, digunakan hashing • Untuk mengurangi banyaknya ruang alamat yang digunakan untuk pemetaan dari key yang memiliki cakupan yang luas ke nilai alamat yang memiliki cakupan yang dipersempit • Untuk itu dibutuhkan fungsi HASH • Output fungsi HASH adalah home address dari record yang keynya diproses • Fungsi : f(key) = address

Macam-macam Fungsi HASH • Fungsi modulo • Home address dicari dengan cara mencari sisa hasil bagi nilai key dengan suatu nilai tertentu. • Fungsi: f(key) = key mod n • Dengan n adalah: • Banyaknya ruang alamat yang tersedia • Atau bilangan prima terdekat yang berada di atas nilai banyak data, setelah itu banyaknya ruang alamat disesuaikan dengan n

Macam-macam Fungsi HASH • Fungsi Pemotongan • Home address dicari dengan memotong nilai key ke jumlah digit tertentu yang lebih pendek. • Contoh: NIM yang tadinya 8 digit, dipotong hanya menjadi 2 digit! • Fungsi Pelipatan • Dilakukan pelipatan terhadap record key dengan bagian yang sama panjang, lalu setiap bagian dijumlahkan • NIM 8 digit dibagi dua digit, hingga menjadi 4 buah. • Misal: 22002521, dibagi 22 00 25 21 kemudian dijumlahkan: 68

Macam-macam Fungsi HASH • Fungsi Pengkuadratan • Home address dicari dengan mengkuadratkan setiap digit pembentuk key, lalu semua hasilnya dijumlahkan • Contoh: 22002211, semua digit dikuadratkan dijumlah • Fungsi Penambahan Kode ASCII • Jika key bukan kode numerik, home address dicari dengan menjumlahkan kode ASCII setiap huruf pembentuk key • ADE = 65 + 68 + 69 = 192

Collision (Tabrakan) • Dengan menggunakan hashing, maka hubungan korespondensi satu-satu antara record key dengan alamat record akan hilang • Selalu ada kemungkinan dimana terdapat dua buah record dengan key yang berbeda namun memiliki home address yang sama = tabrakan

Kriteria Fungsi HASH yang baik • Dapat mendistribusikan setiap record secara merata, sehingga dapat meminimalkan terjadinya tabrakan • Dapat dieksekusi secara efisien sehingga waktu tidak habis untuk menghitung home address nya saja

Collision Resolution • Karena collision dapat dipastikan akan dapat terjadi, maka output dari suatu fungsi hash tidak selalu unik, namun hanya berupa kemungkinan suatu alamat yang dapat ditempati • Jika suatu home address sudah ditempati oleh record lain, maka harus dicarikan alamat lain • Proses pencarian alamat lain tersebut disebut collision resolution

Metode Collision Resolution • • • Open Addressing Chaining Coalesced Hashing Chained Progressive Overflow Bucket

Metode Open Addressing • Alamat alternatif dicari pada alamat-alamat selanjutnya yang masih kosong • Cara: • Linear Probing • Pencarian dilakukan dengan jarak pencarian tetap • Quardratic Probing • Pencarian dilakukan dengan jarak pencarian berubah dengan perubahan tetap • Double Hashing • Pencarian dilakukan menggunakan fungsi hash kedua. Pertama hash untuk mencari home address, kedua untuk pencarian jika terjadi collision. Fungsi hash kedua tidak boleh menghasilkan nilai 0

Contoh Liniear Probing • F(key) = key mod 10 • Ruang memori tersedia 10 alamat • Probing jarak 3 • Urutan kunci: 20, 31, 33, 40, 12, 30, 15

Jawaban Linier Probing Key 20 31 33 F 0 1 3 Proses 0 1 3 Addr 0 1 3 40 10 12 30 15 0 0 2 0 5 0, 3, 6, 9 2 0, 3, 6, 9, 2, 5 5, 8 6 9 2 5 8 0 1 2 4 5 6 7 8 9 20 31 12 20 40 15 10

Soal Quadratic Probing Soal sama, hanya Quadratic Probing, perubahan jarak 1

Studi Kasus Stack (4) • Kemudian lakukan langkah yang sama, sampai selesai. • Pada contoh: operator + dipop dari Stack Soal, pop Stack Hasil dua kali, yaitu 3, disimpan pada variabel a, dan 2, disimpan pada variabel b. Kemudian lakukan operasi sesuai dengan operatornya, b <operator> a • Jadi b + a, yaitu 8 + 3 = 11.

Infix to Postfix Algorithm • • Scan the Infix string from left to right. Initialise an empty stack. If the scannned character is an operand, add it to the Postfix string. If the scanned character is an operator and if the stack is empty Push the character to stack. If the scanned character is an Operand the stack is not empty, compare the precedence of the character with the element on top of the stack (top. Stack). If top. Stack has higher precedence over the scanned character Pop the stack else Push the scanned character to stack. Repeat this step as long as stack is not empty and top. Stack has precedence over the character. Repeat this step till all the characters are scanned. (After all characters are scanned, we have to add any character that the stack may have to the Postfix string. ) If stack is not empty add top. Stack to Postfix string and Pop the stack. Repeat this step as long as stack is not empty. Return the Postfix string.

Contoh • a+b*c-d • Stack (kosong) dan Postfik (kosong) • Scan a • Postfik: a • Scan + • Stack: + • Scan b • Postfik: ab • Scan *, karena To. S (+) < *, maka add ke Stack • Stack: +*

Contoh • Scan c • Postfik: abc • Scan –, karena * > -, maka pop Stack, dan add ke Postfik • Stack: + • Postfik: abc* • Karena + <= -, maka pop Stack, dan add ke Postfik, karena Stack kosong, maka push – ke stack • Stack: • Postfik: abc*+ • Scan d • Postfik: abc*+d • Karena sudah habis, push To. S stack ke Posfix • Postfix: abc*+d-

Queue Dengan Array • Bersifat FIFO • Elemen yang pertama masuk ke antrian akan keluar pertama kalinya • DEQUEUE adalah mengeluarkan satu elemen dari suatu Antrian • Antrian dapat dibuat dengan menggunakan: Liniear Array dan Circular Array

Queue Linier Array • Terdapat satu buah pintu masuk di suatu ujung dan satu buah pintu keluar di ujung satunya • Sehingga membutuhkan 2 variabel: Head dan Tail

Queue (2) • Operasi-operasi: Create() • Untuk menciptakan dan menginisialisasi Queue • Dengan cara membuat Head dan Tail = -1

Queue (3)

Queue (4) • Is. Empty() • Untuk memeriksa apakah Antrian sudah penuh atau belum • Dengan cara memeriksa nilai Tail, jika Tail = -1 maka empty • Kita tidak memeriksa Head, karena Head adalah tanda untuk kepala antrian (elemen pertama dalam antrian) yang tidak akan berubah-ubah • Pergerakan pada Antrian terjadi dengan penambahan elemen Antrian kebelakang, yaitu menggunakan nilai Tail

Queue (5)

Queue (6) Fungis Is. Full • Untuk mengecek apakah Antrian sudah penuh atau belum • Dengan cara mengecek nilai Tail, jika Tail >= MAX-1 (karena MAX-1 adalah batas elemen array pada C) berarti sudah penuh

Queue (7) Enqueue • Untuk menambahkan elemen ke dalam Antrian, penambahan elemen selalu ditambahkan di elemen paling belakang • Penambahan elemen selalu menggerakan variabel Tail dengan cara increment counter Tail terlebih dahulu

Queue (8)

Queue (9) • Dequeue() • Digunakan untuk menghapus elemen terdepan/pertama (head) dari Antrian • Dengan cara menggeser semua elemen antrian kedepan dan mengurangi Tail dgn 1 • Penggeseran dilakukan dengan menggunakan looping

Queue (10)

Queue (11) • Clear() • Untuk menghapus elemen-elemen Antrian dengan cara membuat Tail dan Head = -1 • Penghapusan elemen-elemen Antrian sebenarnya tidak menghapus arraynya, namun hanya mengeset indeks pengaksesannya ke nilai -1 sehingga elemen-elemen Antrian tidak lagi terbaca

Queue (12)

Queue (13) • Tampil() • Untuk menampilkan nilai-nilai elemen Antrian • Menggunakan looping dari head s/d tail

Soal • Tambahkanlah function untuk mencari suatu elemen dalam queue & stack • Tambahkan function untuk mengedit suatu elemen dalam queue & stack • Carilah nilai total, rata-rata, terbesar dan terkecil dari elemen-elemen queue dalam function tersendiri NEXT : Pengenalan Pointer dan Function