 |
Nomor 34, Tahun VI, November
2000
|
||||||||||||||||||||
| ELEKTRONIKA |
Mesin Sekuensial dan Teori Pemrograman Pengenal Ucapan |
||||||||||||||||||||
|
 |
PendahuluanTeori matematika tentang automata (atau mesin sekuensial) bisa juga dikatakan sebagai sebuah studi yang abstrak. Studi tentang automata memang agak kurang dilakukan, terutama disebabkan oleh dua fakta, pertama sedikitnya notasi standar dan kedua, tidak memadainya perlengkapan-perlengkapan untuk melakukan suatu manipulasi. Secara umum dalam teori automata dihadapkan pada simbol-simbol yang merepresentasikan suatu proses.Di sini terdapat sebuah struktur sekuensial yang mampu mendasari sebagian besar piranti, aktivitas dan proses-proses penentuan keputusan, khususnya yang berkaitan dengan komputasi. Aplikasi dari struktur sekuensial yaitu, alat-alat rumah tangga, permainan anak-anak, teka-teki, mesin penjual otomatis, elevator/tangga berjalan, struktur komponen penghitungan dan pemecahan masalah terkomplikasi pada bahasa-bahasa pemrograman, perancangan arsitektur komputer, transmisi informasi/data dan pengolahan citra, pemrograman, teori bahasa formal serta keterkaitan teoritis ilmu modern. Mesin SekuensialMesin sekuensial terdiri atas struktur masukan-transisi-keluaran. Struktur transisi meliputi: state (keadaan), masukan dan fungsi transisi. Struktur keluaran meliputi: keadaan, keluaran dan fungsi keluaran. Karena struktur keluaran adalah bagian eksternal dari mesin, maka lebih tepat untuk aplikasi praktis daripada struktur transisi yang merupakan bagian internal.Automata (automaton) ialah suatu mesin yang bekerja dengan sendirinya (automatis). Sebuah automaton merupakan struktur transisi dari mesin sekuensial. Sedangkan sekuensial bermakna urutan, maka mesin sekuensial adalah mesin yang keluarannya tergantung kepada struktur rangkaiannya. Atau dengan kata lain, keluaran mesin sekuensial tergantung kepada keadaan sebelumnya, yaitu urutan dari masukan terakhir yang pernah diberikan kepada mesin dan keadaan dari mesin sebelum urutan tersebut dikenakan. Dua kombinasi inilah yang menyatakan keadaan sekarang (present state) dari mesin sekuensial. Dengan demikian, mesin diarahkan ke suatu keadaan tertentu, sehingga kita dapat memprediksi keluarannya. Prosedur mengarahkan mesin ke suatu keadaan yang diketahui ini disebut mereset mesin (resetting machine). Paling tidak ada 2 hal penting yang harus diperhatikan. Pertama, karena adanya masukan, perubahan apakah yang terjadi pada mesin sekuensial. Kedua, perubahan yang terjadi menjadi informasi masukan bagi mesin sekuensial berikutnya, apabila perubahanya jelek akan mempebgaruhi hasil. Mesin Sekuensial Elektronis
Bagaimana mencapai next state flip flop
Secara umum flip-flop akan mempunyai keluaran berupa suatu tegangan
rendah(0) atau tinggi(1). Keluaran ini akan tetap rendah atau tinggi; untuk
mengubahnya, rangkaian yang bersangkutan harus di drive oleh suatu masukan
yang disebut sebagai pemicu (trigger). Sampai datangnya pemicu, tegangan
keluaran tetap rendah atau tinggi untuk selang waktu tak terbatas.
Pemodelan Mesin SekuensialUntuk memudahkan mempelajari dan mengaplikasikan mesin sekuensial, digunakanlah sistem pemodelan. Dua model yang umum dipergunakan yaitu model Mealy dan model Moore. Perbedaan keduanya hanya terletak pada bagaimana menempatkan keluaran.Dalam model atau mesin Moore, keluaran dianggap seperti menempel pada keadaan saat ini (present state), bukan pada masa transisinya dan keluaran didapatkan secara automatis ketika mesin berada atau memasuki keadaan tersebut. Pada mesin Mealy keluaran didapatkan pada masa transisinya. Keduanya sebenarnya dapat digunakan untuk mewakili tugas yang sama dengan hasil yang tidak berbeda. Pemilihan model kemudian lebih dikarenakan kemudahan dalam penggunaannya. Gambar 2. Model Mealy dan Moore Teori pemrograman Pengenal UcapanBerkata ataupun berbicara merupakan cara yang paling alami dan efisien dalam bertukar informasi. Perkembangan yang pesat dalam ilmu komputer mengakibatkan banyak ahli mencoba menerapkan teknologi pengenal percakapan sehingga memudahkan interaksi dengan komputer. Teknologi pengenal perkataan (speech recognition technology) bertujuan menciptakan mesin yang mampu menerima informasi lewat perkataan serta beraksi dengan cepat dan tepat sesuai dengan informasi tersebut.Penelitian tentang pengenal perkataan adalah bagian dari pengembangan teknologi komputer dengan kecerdasan buatan (artificial intelligent) yang dapat “mendengar”, “mengerti” dan “bereaksi” sesuai informasi perkataan yang diberikan. Disisi lain, banyak hal yang menyebabkan perkembangan teknologi pengenal ucapan ini berjalan begitu lambat. Sebuah mesin komputer yang diciptakan memiliki kemampuan pengenal ucapan terbagi dalam dua bagian besar. Pertama, bagian yang merubah sinyal suara (akustik) ke bentuk sinyal-sinyal digital. Kedua, bagian yang mengolah sinyal-sinyal ini, menganalisisnya, mengetahui bentuk perintah yang dimaksud, kemudian memberikan respon dengan melakukan perintah tersebut. Bagian ini terdiri dari bagian yang menganalisa struktur leksikal, sintaksis, semantik dan terakhir analisa pragmatis sehingga menghasilkan sebuah pesan yang jelas. Dalam konteks tersebut, analisa grammar melibatkan analisa leksikal dan sintaksis. Untuk sebuah mesin sekuensial, bagian akustik lebih banyak melibatkan masalah matematika, bagaimana mengubah satu sinyal ke bentuk diskret (yang diolah komputer). Sementara itu bagian linguistik mensyaratkan pemahaman-pemahaman terhadap beberapa teori yang sifatnya abstrak seperti teori tentang linguistik dan teori bahasa formal yang dapat diterima oleh mesin sekuensial. Di bawah dibahas sekilas tentang bahasa formal. Gambar 3 Proses pengolahan informasi Bahasa FormalPerkataan formal mengacu pada kenyataan bahwa semua peraturan untuk bahasa dinyatakan secara eksplisit yaitu string-string apa yang dapat terjadi. Di sini perkataan formal ditekankan pada bentuk simbol string bukan kepada arti.Teori bahasa formal diperkenalkan pertamakali oleh ahli bahasa Noam Chomsky (1950), ia memberikan karakteristik pada struktur bahasa-bahasa seperti Bahasa Inggris ataupun Bahasa Jerman dengan aturan matematika formal. Chomsky berusaha mencari suatu penggambaran syntax dari bahasa-bahasa melalui beberapa aturan sederhana dan transformasi, ia menganjurkan beberapa aturan-aturan pembatasan, salah satunya tentang grammar atau context-free grammar. Grammar ialah sekumpulan aturan dengan simbol-simbol (dalam konteks pengenal ucapan adalah fonem-fonem) dikombinasikan dalam bahasa alami. Sedangkan bahasa (language) merupakan kumpulan dari seluruh kemungkinan kombinasi simbol-simbol. Konsep bahasa dan grammar dinyatakan sebagai fenomena yang dilihat sebagai kesatuan struktur dihasilkan dengan membuatnya dari pola-pola primitif sesuai dengan aturan-aturan tertentu. Ucapan atau perkataan adalah fenomena yang terpola seperti tersebut, tapi kemudian dapat membentuk grammar yang menyatakan bentuk dari gambar-gambar, kumpulan karakter (string-string) dari bilangan biner/kode komputer. Pola primitif yang berasosiasi dengan bahasa formal disebut terminal atau batas dari bahasa. Bahasa itu sendiri didefinisikan sebagai kumpulan dari seluruh string-string kalimat yang dihasilkan dengan aturan-aturan dari grammar formal. Untuk itu perlu definisikan sebuah mesin abstrak sekuensial (automaton) yang mempunyai kemampuan mengetahui aturan-aturan dari sebuah grammar untuk menghasilkan setiap elemen dari bahasa. Model yang paling banyak dipakai adalah Hidden Markov Model (HMM), pada dasarnya merupakan sebuah finite state automata menghasilkan bahasa yang tersusun dengan grammar umum. Grammar tersebut digunakan untuk memodelkan kode yang dihasilkan oleh ucapan pada setiap tingkatan proses linguistik dan akustik. KesimpulanDalam konteks yang lebih luas pemrograman pengenal ucapan juga melibatkan keahlian pemrogram, selain mengetahui dengan baik teori-teori abstrak yang melandasinya juga memahami bagaimana karakteristik mesin komputer beserta peralatan-peralatan masukan dan keluarannya. Dengan demikian dapat diciptakan mesin yang sesuai dengan kondisi yang diperlukan.Kondisi sekarang memungkinkan diimplementasikannya teori-teori abstrak ke dalam sebuah mesin dengan tepat. Kemajuan teknologi komputer dan perlengkapannya semakin memudahkan pemrogram memenuhi kebutuhan pengguna. Perkembangannya sendiri masih akan terus berjalan sesuai dengan perkembangan peradaban. Perkembangan yang akan semakin memudahkan tugas dan pekerjaan hidup sehari-hari Daftar Pustaka
E-mail : hwdany@eudoramail.com |
|||||||||||||||||||
| Artikel lain: | |||||||||||||||||||||