1.
BAB I
PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Perpustakaan digital merupakan aplikasi praktis yang mengelola koleksi
berbagai macam dokumen dalam bentuk digital dan dapat diakses melalui komputer. Melalui aplikasi ini, pengguna dapat melakukan berbagai macam aktivitas yang ada didalamnya. Salah satu aktivitas yang sering dilakukan adalah penelusuran pustaka. Penelusuran pustaka pada perpustakaan digital dilakukan agar dapat lebih mudah untuk menemukan informasi yang berkaitan dengan pustaka yang diperlukan. Perpustakaan digital biasanya menerapkan teknologi basis data relasional sebagai teknologi penyimpanan data. Penyimpanan menggunakan basis data relasional dapat memudahkan pengaksesan, penyimpanan dan pengambilan informasi tentang pustaka yang tersedia. Basis data relasional merupakan kumpulan data yang saling berhubungan yang disimpan bersama sedemikian rupa dan tanpa pengulangan (redundansi) yang tidak perlu, untuk memenuhi berbagai kebutuhan. Penyimpanan data dalam sebuah basis data relasional dari sebuah sistem atau aplikasi sudah sangat banyak digunakan saat ini. Hampir semua aspek pemanfaatan perangkat komputer dalam sebuah organisasi, perusahaan ataupun lembaga lainnya senantiasa berhubungan dengan basis data. Basis data relasional dianggap sebagai salah satu penyimpanan data yang paling populer dan menjadi faktor kunci dalam pengelolaan data untuk sistem dan aplikasi seperti perpustakaan digital. Sistem Informasi Referensi (SIRREF) JTETI UGM merupakan salah satu contoh perpustakaan digital yang menggunakan teknologi penyimpanan basis data relasional. Pustaka yang tersimpan dalam basis data SIRREF JTETI UGM terdiri dari beberapa jenis pustaka antara lain laporan kerja praktek mahasiswa, skripsi, tesis, disertasi, dan buku referensi. Pustaka-pustaka ini mengandung banyak konten pengetahuan didalamnya. SIRREF JTETI UGM menyediakan fasiltas penelusuran pustaka untuk pengguna yang ingin mencari informasi pustaka yaitu 1
melalui Quick Search dan Pencarian Spesifik. Quick Search merupakan fitur penelusuran yang menerima masukan berupa kata kunci pustaka oleh pengguna, sedangkan Pencarian Spesifik merupakan fitur penelusuran dimana pengguna dapat memasukan beberapa parameter pencarian seperti judul, pengarang, subjek, ISBN/ISSN, GMD (jenis dokumen) dan lokasi. Penggunaaan dua fitur penelusuran ini, SIRREF JTETI UGM masih dianggap belum bisa memenuhi persepsi pengguna ketika melakukan penelusuran untuk mendapatkan informasi pustaka yang diinginkan. Sebagai contoh, pengguna melakukan penelusuran dengan menginputkan kata kunci ”semantic web” untuk mencari informasi pustaka yang berkaitan dengan semantic web atau web semantik. Hasil yang diberikan oleh sistem seperti pada Gambar 1.1 merupakan informasi pustaka yang berkaitan dengan kata kunci web. Hasil penelusuran yang ditunjukkan oleh sistem menjadi terlalu meluas dan tidak relevan. Contoh lain seperti pada Gambar 1.2 dan Gambar 1.3 adalah ketika pengguna memasukan kata kunci penelusuran ”ontologi” dan ”ontology” akan mendapatkan hasil penelusuran yang berbeda. Menurut pemahaman pengguna, kata kunci yang diinputkan tersebut memiliki makna yang sama, tetapi mesin memberikan pemahaman makna kata yang berbeda terhadap kata kunci yang diinputkan oleh pengguna.
Gambar 1.1 Hasil Penelusuran dengan Kata Kunci "semantic web"
2
Gambar 1.2 Hasil Penelusuran dengan Kata Kunci "ontologi"
Gambar 1.3 Hasil Penelusuran dengan Kata Kunci "ontology" Kesenjangan pemahaman makna kata antara pengguna dan mesin menjadi kendala bagi teknologi penyimpanan basis data relasional. Kesenjangan pemahaman ini disebabkan karena penyimpanan data yang tidak memiliki basis pengetahuan dan penelusuran yang tidak dilakukan secara semantik. Penggunaan basis data relasional memiliki kendala yang bersifat kurang dinamis untuk mendukung penyimpanan data yang lebih semantik [1][2]. Kendala ini menyebabkan informasi hanya mampu dipahami oleh pengguna, sedangkan mesin tidak mampu memahaminya. Pengguna mengharapkan pemahaman terhadap suatu makna dari kata kunci penelusuran yang dimilikinya merupakan makna yang sama dari pemahaman mesin pencari sehingga hasil yang didapat sesuai dengan yang diinginkan [3][4]. 3
Permasalahan kesenjangan pemahaman makna dari sebuah kata kunci penelusuran dapat diselesaikan menggunakan penerapan teknologi web semantik. Davies [3] menyebutkan bahwa pemanfaatan teknologi web semantik dapat memberikan pemahaman makna kata yang sama, baik oleh manusia maupun oleh mesin, sehingga untuk permasalahan pemaknaan kata kunci pada mesin pencari dapat teratasi. Inti dari web semantik adalah mengaplikasikan ontologi untuk merepresentasikan konten atau informasi menjadi basis pengetahuan dalam bentuk-bentuk yang dapat dipahami dan diproses oleh mesin. Alias, dkk [5] juga menjelaskan bahwa metadata saja tidak cukup untuk menggambarkan sebuah dokumen secara semantik. Ontologi menjadi hal yang potensial untuk mengatasi keterbatasan yang dimiliki oleh metadata dalam perpustakaan digital. Dalam rangka memberikan pelayanan yang efektif bagi pengguna perpustakaan digital, ontologi dapat menjadi dasar untuk membangun fungsi integrasi secara semantik misalnya dimanfaatkan untuk penelusuran konseptual dan navigasi secara semantik. Dengan pesatnya pertumbuhan pengetahuan dan perpustakaan digital serta meningkatnya tuntutan layanan yang diinginkan pengguna, mengatur informasi yang kompleks secara efektif dan efisien untuk memberikan layanan tersebut menjadi masalah penting yang harus ditangani. Hu dan Zhao [6] menyebutkan bahwa ontologi dapat digunakan untuk mengekspresikan informasi secara eksplisit dan semantik baik yang terstruktur maupun semi terstruktur. Penerapan ontologi akan dapat memfasilitasi mesin untuk memahami dan memproses informasi secara otomatis, dan kemudian membantu perpustakaan digital untuk memberikan layanan yang lebih baik kepada pengguna. Berdasarkan permasalahan di atas, dapat disimpulkan bahwa data pustaka yang ada pada SIRREF JTETI UGM dapat disimpan dalam sebuah metadata berbasis ontologi agar dapat memiliki basis pengetahuan dalam bentuk yang dapat dipahami oleh mesin. Maka dari itu, diusulkan sebuah penelitian yang menerapkan penelusuran pustaka pada SIRREF JTETI UGM berbasis semantik, yang memungkinkan salah satu fitur penelusurannya menggunakan pendekatan 4
bahasa alami. Bahasa alami merupakan alat yang paling sering digunakan oleh manusia untuk berkomunikasi. Apabila manusia dapat berkomunikasi dengan komputer menggunakan bahasa alami, manusia dapat memberikan perintah kepada komputer dengan mudah. Pendekatan menggunakan natural language sebagai parameter penelusuran bersifat lebih human friendly dengan bentuk yang lebih sederhana namun mampu merepresentasikan konten penelusuran yang lebih alami [9][15]. Seperti penggunaan bahasa alami berupa kalimat perintah sebagai parameter penelusuran oleh Wahyudi [9], dimana kalimat perintah tersebut dibuat dalam beberapa pola yang merepresentasikan komponen-komponen ontologi di dalamnya. Penelitian ini
kemudian diharapkan mampu mengakomodasi
kesenjangan pemahaman makna kata antara pengguna dan mesin pencari dengan penerapan sistem penelusuran berbasis semantik untuk mendapatkan hasil yang lebih relevan dan mampu meningkatkan keefektifan pelayanan informasi kepada pengguna. 1.2
Perumusan Masalah Kesenjangan pemahaman makna kata kunci penelusuran antara pengguna
dan mesin pencari pada SIRREF JTETI UGM dikarenakan oleh data yang disimpan tidak memiliki basis pengetahuan. Hal ini menyebabkan penelusuran pustaka yang dilakukan tidak bersifat semantik. Hasil yang diberikan kepada pengguna oleh sistem seringkali merupakan hasil yang tidak sesuai dengan persepsi pengguna serta hasil yang diberikan oleh sistem biasanya terlalu luas dan banyak yang tidak relevan. 1.3
Keaslian Penelitian Penelitian-penelitian terkait yang sebelumnya telah membahas tentang
pemanfaatan web semantik berbasis ontologi pada perpustakaan digital adalah sebagai berikut. Wu-jun, dkk [7] membahas tentang sistem temu kembali informasi pada perpustakaan digital berbasis ontologi. Penggunaan ontologi dilakukan untuk mengatasi masalah pada sistem temu kembali informasi yang masih tradisional yang memiliki sedikit kemampuan untuk inferensi secara semantik. Selain itu juga
5
nilai recall dan precision-nya tidak dapat memenuhi kebutuhan pengguna. Ontologi pada penelitian ini dikembangkan menggunakan tahapan yang disusun oleh Noy dan McGuiness. Sistem yang diusulkan memiliki 4 buah modul dengan perannya masing-masing. Ontology management module berperan untuk membangun, menyimpan dan mengembangkan ontologi. Resource collection module berperan untuk mengumpulkan informasi. Semantic procession module berperan untuk memproses dokumen dari modul sebelumnya dan retrieval module yang menerima permintaan query pengguna, memperluas permintaan query pengguna yang merujuk ke ontologi dan membangun model user retrieval. Alias, dkk [5] melakukan penelitian tentang penerapan aplikasi teknologi semantik pada perpustakaan digital. Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk membantu pengguna memasukan dan mengekstraksi pengetahuan dari tesis akademik kemudian diinputkan ke basis pengetahuan. Teknologi semantik yang diusulkan berfungsi untuk penelusuran dokumen digital dari Knowledge Base Digital Library. Ontologi yang dikembangkan merupakan perluasan dari metadata Dublin Core dan digabungkan dengan ontologi Geography Ontology dan ACM Topic Hierarchies. Pengembangan sistem dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu analisis untuk mempelajari concept, desain untuk merancang proses dan arsitektur, implementasi untuk penerapan ontologi dan pengujian untuk menilai keefektifan dari pendekatan yang diajukan. Fadillah, dkk [8] melakukan penelitian penerapan web semantik pada aplikasi pencarian koleksi perpustakaan FTI UPN “Veteran” Yogyakarta. Pencarian koleksi pada perpustakaan ini pada mulanya masih dilakukan secara manual tanpa menggunakan bantuan sistem khusus. Penelitian ini kemudian menjadi solusi untuk mengembangkan suatu aplikasi dengan basis pengetahuan mengenai koleksi pada perpustakaan. Aplikasi yang dibuat dalam bentuk web menggunakan Ontology Web Language (OWL) sebagai bagian dari teknologi web semantik yang dibangun menggunakan Java Server Pages, Jena, Protégé 3.4 dan bahasa query SPARQL. Metodologi pengembangan perangkat lunak yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode waterfall yang terdiri dari analisis, desain, implementasi dan pengujian. Ontologi dibangun berdasarkan tahapan 6
pengembangan yang disusun oleh Noy dan McGuiness. Hasil dari penelitian ini adalah mampu mendefinisikan 4 class dalam ontologinya, yaitu koleksi, jurusan, penulis dan penerbit. Pengguna dapat melakukan pencarian menggunakan 2 teknik pencarian yaitu simple search dan advanced search dengan memilih kriteria yang telah ditentukan. Wahyudi [9] menerapkan semantic web berbasis ontologi pada DigilibOPAC yang mengelola tugas akhir mahasiswa. Hal ini dilakukan karena hasil yang dikembalikan oleh sistem ke pengguna dinilai kurang relevan. Melalui pemanfaatan teknologi semantic search diharapkan dapat memunculkan penemuan kembali informasi secara lebih relevan dengan keinginan pengguna dengan mencocokkan konsep atau arti. Dalam penelitiannya, Wahyudi menggunakan bahasa alami dengan enam buah pola kalimat perintah berbeda agar dapat dimengerti dan diinterpretasi baik oleh manusia maupun software agents. Pengembangan ontologi dilakukan dengan tahapan yang disusun oleh Noy dan McGuinness dan menggunakan aturan dasar query SWRL untuk melakukan pencarian. Ontologi yang dihasilkan membagi classnya menjadi 2 class utama dan 3 class pembantu. Dua class utama tersebut adalah class Person dan class Publication. Class Person terdiri dari dua subclass, yaitu Student dan Lecturer sedangkan class Publication terdiri dari tiga subclass, yaitu finalProject, Book, dan lecturerPublication. Class finalProject
dan
class
lecturerPublication
undergraduateThesis,
memiliki
masterThesis
merupakan
subclass
dari
merupakan
subclass dari
dan
finalProject
subclass
lagi,
phdDissertation
yaitu yang
dan Article serta Journal
lecturerPublication. Ontologi ini kemudian
diterapkan pada pembangunan semantic web yang akan diuji menggunakan pengujian kalimat perintah semantic search dan pengujian informasi yang ditemukembalikan. Penelitian
yang
sedang
dilakukan
bertujuan
untuk
menerapkan
penelusuran pustaka berbasis semantik dengan memanfaatkan ontologi sebagai representasi informasi berbasis pengetahuan sehingga mampu mengatasi masalah kesenjangan pemahaman makna pada SIRREF JTETI UGM. SIRREF JTETI 7
UGM merupakan aplikasi perpustakaan digital yang mengelola berbagai macam pustaka, selain tugas akhir mahasiswa, terdapat juga jurnal, buku, prosiding, dan majalah. Pengembangan ontologi sebagai teknologi penyimpanan informasi dilakukan
berdasarkan
adopsi
metodologi
METHONTOLOGY.
METHONTOLOGY merupakan metodologi pengembangan ontologi yang mampu mendefinisikan setiap aktivitas yang harus dilakukan secara mendetail serta memungkinkan rekayasa ulang ontologi yang sudah ada. Beberapa terms pada ontologi SIRREF JTETI UGM didasarkan oleh ontologi yang telah disusun oleh Wahyudi [9] dengan melakukan pengurangan serta penambahan beberapa terms yang diperlukan. Kemampuan METHONTOLOGY dalam perekayasaan ulang menjadi mungkin untuk melakukan penambahan serta pengurangan terms pada ontologi yang sudah ada dengan penyesuaian pada representasi pengetahuan yang diperlukan. Penelusuran pustaka berbasis semantik akan dikembangkan menggunakan bantuan perangkat lunak Eclipse Kepler, Jena API, dan Protégé 4.3 untuk mengembangkan ontologi. Terms dalam ontologi juga diidentifikasi melalui basis data SIRREF JTETI UGM yang memiliki berbagai jenis dokumen mulai dari buku, jurnal, prosiding, sampai dengan tugas akhir mahasiswa. Penelusuran pustaka berbasis semantik dirancang untuk dua fitur penelusuran, yang memanfaatkan kata kunci pustaka dan kalimat perintah. Kata kunci pustaka ataupun kalimat perintah dikonversi ke dalam SPARQL query untuk memperoleh hasil yang sesuai. Hasil dari penelusuran berbasis semantik kemudian diuji untuk mengetahui
peningkatan
relevansi
informasi
yang
diperoleh.
Pengujian
penelusuran pustaka berbasis semantik dilakukan melalui perhitungan nilai recall dan nilai precision serta melakukan pengujian terhadap kalimat penelusuran yang diinputkan pengguna untuk menunjukan keefektifan sistem terhadap hasil yang dikembalikan. Secara lengkap penelitian-penelitian yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel 1.1.
8
1.4
Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian Pengembangan Penelusuran Pustaka Berbasis
Semantik pada Sistem Informasi Ruang Referensi JTETI UGM adalah sebagai berikut. a. Merancang penelusuran pustaka berbasis semantik pada Sistem Informasi Ruang Referensi JTETI UGM untuk mengatasi kesenjangan pemahaman makna terhadap kata kunci pencarian. b. Membandingkan hasil penelusuran pustaka berbasis semantik pada Sistem Informasi Ruang Referensi JTETI UGM dengan sistem sebelumnya. 1.5
Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian Pengembangan Penelusuran Pustaka Berbasis
Semantik pada Sistem Informasi Ruang Referensi JTETI UGM ini adalah sebagai berikut. a. Dapat menyediakan penelusuran yang bersifat semantik sehingga mampu memberikan hasil penelusuran yang relevan dan tidak terlalu meluas sesuai dengan persepsi atau keinginan pengguna. b. Dapat memudahkan pengguna untuk melakukan penelusuran konten secara alami dengan pendekatan natural language. c. Dapat digunakan sebagai pedoman untuk membangun perpustakaan digital lainnya yang berbasis semantik sehingga informasi yang disimpan memiliki basis pengetahuan dan mampu meningkatkan layanan terhadap pengguna.
9
Tabel 1.1 Penelitian-Penelitian yang Berkaitan dengan Penelusuran Berbasis Semantik dan Ontologi pada Perpustakaan Digital No 1
Judul Study of Digital Library Information Retrieval Model Based on Ontology
2
Application of Semantic Technology in Digital Library
3
Penerapan Teknologi Semantic Web pada Aplikasi Pencarian Koleksi Perpustakaan (Studi Kasus : Perpustakaan FTI UPN ”Veteran” Yogyakarta)
4
Semantic Search pada Digital Library Online Public Access Catalog
5
Pengembangan Penelusuran Pustaka Berbasis Semantik pada Sistem Informasi Ruang Referensi JTETI UGM
Pengarang
Tahun
Wu-jun, dkk
2010
Alias, dkk
Fadillah, dkk
Wahyudi
Novianti
Metode Tahapan pengembangan ontologi oleh Noy dan McGuinness
Teknologi & Tools Protégé, Jena
Objek Perpustakaan digital
2010
Analisis, desain, implementasi dan testing
GATE engine, Dublin Core, ACM Topic Hierarchy, Geography Ontology, OWL
Tesis akademik pada kategori Information Storage and Retrieval dari ACM Computing Classes System
2010
Waterfall dan Tahapan pengembangan ontologi oleh Noy dan McGuinness
OWL, Java Server Pages, Jena, Protégé 3.4, SPARQL
Perpustakaan FTI UPN ”Veteran” Yogyakarta
2012
Tahapan pengembangan ontologi oleh Noy dan McGuinness, NLP
OWL, SWRL, Semantic Search, PHP, Protégé 3.4, Netbeans IDE, Jena, Jess
Digital Library Online Public Access Catalog
2014
METHONTOLOGY, pendekatan NLP
OWL, SPARQL, Semantic Search, Protégé 4.3, Jena
10
Sistem Informasi Ruang Referensi JTETI UGM
