Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển của khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin đã trở thành ngành mũi nhọn và được ứng dụng sâu rộng vào mọi hoạt động xã hội như quản trị kinh tế, kinh doanh, nghiên cứu và quản lý thư viện. Tại các cơ quan, xí nghiệp và đặc biệt là các cơ sở giáo dục đại học, việc vi tính hóa công tác quản lý trở nên cấp thiết nhằm giải quyết khối lượng công việc lớn và chuẩn hóa quy trình xử lý dữ liệu học đường.

Đề tài "Hệ thống quản lý thư viện sách: Phân tích và thiết kế" được thực hiện bởi nhóm sinh viên Khoa Khoa học Máy tính thuộc Trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông Việt - Hàn, dưới sự hướng dẫn của ThS. Võ Văn Lường vào tháng 12 năm 2022. Đề tài tập trung giải quyết các vấn đề quản trị thư viện truyền thống thông qua việc khảo sát, thu thập yêu cầu thực tế và xây dựng mô hình phân tích - thiết kế hướng đối tượng hoàn chỉnh.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

  1. Thu thập, khảo sát và phân tích hiện trạng quy trình nghiệp vụ thư viện thực tế tại các trường đại học thông qua phương pháp phỏng vấn chuyên môn.
  2. Xác định các yêu cầu chức năng, phi chức năng và chuẩn hóa quy trình quản lý lưu thông tài liệu (nhập sách, phân loại, cấp mã, mượn - trả, xử lý vi phạm và thống kê).
  3. Đặc tả chi tiết hệ thống ca sử dụng (Use-Case), xây dựng biểu đồ Use-Case tổng quát và biểu đồ cho từng phân hệ chức năng.
  4. Thiết kế cấu trúc tĩnh thông qua biểu đồ lớp (Class Diagram) và mô hình hóa hành vi nghiệp vụ thông qua các biểu đồ hoạt động (Activity Diagram).

Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào nghiệp vụ vận hành thư viện trường học, với dữ liệu khảo sát trực tiếp tại Thư viện Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông Việt - Hàn cùng dữ liệu tham chiếu tại Thư viện Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án áp dụng phương pháp luận Phân tích và Thiết kế Hệ thống Hướng đối tượng (OOAD) kết hợp với chuẩn mô hình hóa UML (Unified Modeling Language). Nhóm tác giả triển khai quy trình kỹ thuật yêu cầu thông qua các phương pháp cụ thể:

  • Phương pháp phỏng vấn bán cấu trúc: Xây dựng kế hoạch phỏng vấn có định lượng thời gian (30 phút/phiên), chia thành các bước: giới thiệu (1 phút), tổng quan dự án (2 phút), tổng quan phỏng vấn (3 phút), hỏi đáp nghiệp vụ (14 phút), ghi nhận ý kiến (4 phút) và kết thúc (5 phút).
  • Phương pháp phân tích tài liệu và biểu mẫu: Khảo sát cấu trúc dữ liệu của các biểu mẫu thực tế gồm phiếu nhập sách, thẻ thư viện, phiếu mượn, phiếu trả, phiếu theo dõi tình trạng sách, biên nhận tiền thế chân và phiếu phạt.
  • Phương pháp mô hình hóa UML:
    • Mô hình hóa chức năng: Biểu đồ Use-Case phân rã theo phân hệ và bảng đặc tả tương tác Actor - System (bao gồm Pre-conditions, Post-conditions, Actions of Actor, Actions of System).
    • Mô hình hóa cấu trúc: Biểu đồ lớp hệ thống phân nhóm (lớp độc giả, lớp mượn trả, lớp tài liệu).
    • Mô hình hóa luồng xử lý: Biểu đồ hoạt động (Activity Diagram) thể hiện các tiến trình nghiệp vụ cốt lõi.

Bảng kế hoạch và dữ liệu khảo sát thực tế

STT Chủ đề khảo sát Mục tiêu yêu cầu Đối tượng phỏng vấn Địa điểm
1 Quá trình nhập, phân loại và quản lý sách Xác định quy trình lập đơn hàng, kiểm tra nguồn gốc, phân loại theo thể loại và xử lý sách hư hỏng từ nhà cung cấp Cán bộ nghiệp vụ thư viện Thư viện ĐH CNTT & TT Việt - Hàn
2 Quản lý mượn, trả và phiếu mượn trả Thu thập định mức mượn (số lượng, thời hạn), thủ tục thế chân, biểu mẫu phiếu mượn/trả và xử phạt trễ hạn Nhân viên lưu hành tài liệu Thư viện ĐH CNTT & TT Việt - Hàn
3 Quy trình xử lý sự cố, thống kê và báo cáo Xác định tần suất kiểm kê (1 tháng/lần), các lỗi vi phạm phổ biến (làm bẩn, rách, trễ hạn) và quy trình phê duyệt báo cáo của Ban Giám hiệu Nhân viên nghiệp vụ Thư viện ĐH Công nghiệp TP.HCM
4 Hiện trạng trang thiết bị, phần mềm và an ninh Khảo sát quy mô hạ tầng (2000 chỗ ngồi, 240 máy tính sinh viên, 25 máy cán bộ), quy định tra cứu, cơ chế sao lưu và hệ thống camera giám sát Nhân viên kỹ thuật / quản lý thiết bị Thư viện ĐH Công nghiệp TP.HCM

Thiết kế và phân tích hệ thống

Hệ thống được thiết kế phục vụ 5 nhóm tác tử (Actors) tham gia vận hành với các quyền hạn và phạm vi nghiệp vụ được phân định rõ:

  • Admin (Quản trị viên): Quản lý toàn bộ hệ thống, quản lý tài khoản người dùng, phân quyền chức năng, cấu hình sao lưu và phục hồi dữ liệu vào đĩa cứng.
  • Ban kỹ thuật: Quản lý danh mục tài liệu, sinh và in nhãn mã vạch, quản lý dữ liệu độc giả và hỗ trợ vận hành kỹ thuật.
  • Ban thủ thư: Thực hiện các tác vụ lưu thông tài liệu gồm lập phiếu mượn, kiểm tra quét mã vạch khi trả tài liệu, xử lý vi phạm và lập phiếu phạt.
  • Ban lập kế hoạch: Khai thác các báo cáo thống kê định kỳ (tuần, tháng, quý, năm) về tình trạng tài liệu, số lượng độc giả, phục vụ việc dự trù ngân sách và đặt mua sách mới.
  • Độc giả (Sinh viên, Giảng viên, Cán bộ): Đăng ký tài khoản, tra cứu thông tin tài liệu và kiểm tra thông tin cá nhân.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                        HỆ THỐNG QUẢN LÝ THƯ VIỆN SÁCH                             |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|  [Phân hệ Quản trị]      --> Đăng nhập, Đăng ký, Quản lý tài khoản, Phân quyền,  |
|                               Sao lưu & Phục hồi dữ liệu                          |
|  [Phân hệ Tài liệu]      --> Thêm / Sửa / Xóa tài liệu, Sinh mã vạch, In mã vạch  |
|  [Phân hệ Độc giả]       --> Thêm / Xóa độc giả, Cấp thẻ thư viện, Tra cứu        |
|  [Phân hệ Mượn - Trả]    --> Lập phiếu mượn, Quét mã trả sách, Xử lý vi phạm      |
|  [Phân hệ Báo cáo]       --> Thống kê tồn kho, Thống kê mượn trả, In ấn báo cáo   |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

1. Phân hệ Quản trị hệ thống

  • Quản lý người dùng: Cho phép Admin thực hiện các thao tác Thêm, Sửa, Xóa thông tin cá nhân (họ tên, mã số, ngày sinh, chức danh, giới tính, email) và phân quyền tương ứng cho các nhóm nghiệp vụ (thủ thư, kỹ thuật, kế hoạch).
  • Xác thực và Bảo mật: Cung cấp chức năng Đăng ký tài khoản mới, Đăng nhập hệ thống và Đổi mật khẩu người dùng.
  • Sao lưu và Phục hồi: Cho phép Admin thực hiện trích xuất dữ liệu dự phòng ra đĩa cứng hoặc khôi phục dữ liệu hệ thống khi có sự cố.

2. Phân hệ Quản lý tài liệu và Mã vạch

  • Quản lý thông tin sách: Ghi nhận và cập nhật các trường dữ liệu: Mã tài liệu, Tên tài liệu, Nhà xuất bản, Tác giả, Thể loại, Số lần tái bản, Ngôn ngữ, Đơn giá. Hỗ trợ cập nhật sách định kỳ theo quý và quản lý các ấn phẩm báo chí hàng ngày (Báo An Ninh, Báo Tuổi Trẻ, Báo Thanh Niên).
  • Tự động hóa bằng mã vạch: Cung cấp chức năng "Sinh mã vạch" tự động cho từng bản sách mới nhập kho và chức năng "In mã vạch" ra nhãn dán theo kích thước tùy chỉnh để dán trực tiếp lên tài liệu.

3. Phân hệ Quản lý độc giả

  • Quản lý hồ sơ: Nhập liệu các thông tin độc giả gồm Họ tên, Năm sinh, Quê quán, Email, Số điện thoại.
  • Cấp phát thẻ: Khi thêm thông tin độc giả thành công, hệ thống tự động khởi tạo bản ghi thẻ thư viện (tích hợp thẻ sinh viên) dùng cho việc lưu thông tài liệu và sử dụng phòng máy tra cứu.

4. Phân hệ Quản lý mượn - trả và Xử lý vi phạm

  • Nghiệp vụ mượn sách: Kiểm tra số lượng tồn kho của đầu sách. Nếu số lượng sách trong kho còn quá ít, hệ thống chuyển sang chế độ chỉ cho phép đọc tại chỗ. Với sách đủ điều kiện, hệ thống lập phiếu mượn ghi nhận: Số phiếu, Mã thẻ, Mã sách, Tên sách, Tác giả, Ngày mượn, Ngày hẹn trả, Tình trạng sách lúc mượn, Số lượng mượn. Định mức quy định: mượn tối đa 2 cuốn sách tham khảo (thời hạn 15 ngày) và 4 cuốn giáo trình (thời hạn 3 tháng), áp dụng tiền thế chân từ 50.000 VNĐ tùy giá trị sách.
  • Nghiệp vụ trả sách: Thủ thư quét mã vạch tài liệu, đối chiếu thông tin phiếu mượn lưu trữ trên hệ thống, kiểm tra tình trạng vật lý của sách, cập nhật ngày trả thực tế và hoàn trả tiền thế chân cho độc giả.
  • Xử lý vi phạm nội quy: Đối với trường hợp trễ hạn quá 3 ngày từ khi có thông báo, áp dụng mức phạt 500 VNĐ/ngày. Với trường hợp làm bẩn, rách trang, mất trang hoặc hư hại tài liệu, hệ thống lập biên bản xử phạt tài chính buộc độc giả bồi thường theo đúng đơn giá ghi trên phiếu nhập sách gốc.

5. Phân hệ Tìm kiếm và Báo cáo - Thống kê

  • Tra cứu: Tìm kiếm tài liệu nhanh theo tên sách; tìm kiếm thông tin độc giả theo họ tên hoặc mã thẻ.
  • Thống kê và Báo cáo: Tự động tổng hợp danh mục sách tồn kho, danh mục sách hư hỏng, danh sách độc giả đang mượn sách và danh sách các trường hợp mượn quá hạn để kết xuất báo cáo định kỳ (tuần, tháng, quý, năm) trình Hiệu trưởng xem xét, phê duyệt.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Thu gom và khảo sát hiện trạng hệ thống

Trình bày chi tiết kế hoạch khảo sát và 4 phiếu phỏng vấn nghiệp vụ thực tế được thực hiện từ ngày 15/11/2022 đến ngày 01/12/2022. Phần này làm rõ toàn bộ chu trình xử lý dữ liệu hiện tại ở thư viện, các quy tắc nghiệp vụ về lưu thông sách, quy định đặt cọc, thời hạn mượn và cơ cấu hạ tầng thiết bị (phòng đọc 2000 chỗ, phòng mạng 240 máy tính sinh viên, phòng chuyên môn 25 máy tính cán bộ).

Phần II: Mô tả chi tiết hệ thống và Đặc tả Use-Case

Mô tả chi tiết 3 khối quy trình nghiệp vụ: Quá trình nhập - phân loại - quản lý sách; Quá trình mượn - trả - quản lý độc giả; Quy trình xử lý sự cố - thống kê báo cáo. Trên cơ sở đó, xây dựng bảng đặc tả chi tiết cho 16 Use-Case thuộc các phân hệ:

  • Phân hệ Quản trị: Thêm người dùng, Sửa người dùng, Xóa người dùng, Phân quyền, Thay đổi mật khẩu, Đăng ký, Đăng nhập, Sao lưu và phục hồi dữ liệu.
  • Phân hệ Tài liệu: Thêm tài liệu, Sửa thông tin tài liệu, Xóa tài liệu, Sinh mã vạch, In mã vạch.
  • Phân hệ Độc giả: Thêm độc giả, Xóa độc giả.
  • Phân hệ Lưu thông & Thống kê: Quản lý mượn tài liệu, Quản lý trả tài liệu, Xử lý vi phạm, Tìm kiếm tài liệu, Tìm kiếm độc giả, Thống kê báo cáo.

Phần III: Xây dựng biểu đồ Use-Case (Use-Case Diagrams)

Mô hình hóa ranh giới hệ thống và mối quan hệ giữa các Actors với các Use-Case chức năng. Hệ thống biểu đồ bao gồm: Biểu đồ Use-Case tổng quát; Biểu đồ Use-Case Quản trị hệ thống; Biểu đồ Use-Case Quản lý tài liệu; Biểu đồ Use-Case Quản lý mượn trả; Biểu đồ Use-Case Tìm kiếm thông tin và Biểu đồ Use-Case In ấn.

Phần IV: Thiết kế biểu đồ lớp (Class Diagrams)

Xác định cấu trúc tĩnh và các mối liên kết dữ liệu trong hệ thống. Nội dung bao gồm:

  • Biểu đồ lớp tổng thể hệ thống.
  • Biểu đồ nhóm lớp Độc giả (thông tin cá nhân, tài khoản, thẻ thư viện).
  • Biểu đồ nhóm lớp Mượn - Trả (phiếu mượn, phiếu trả, biên bản phạt, chi tiết mượn).
  • Biểu đồ nhóm lớp Tài liệu (đầu sách, thể loại, nhà xuất bản, mã vạch, đơn hàng vị trí kho).

Phần V: Phân tích chức năng và Thiết kế biểu đồ hoạt động (Activity Diagrams)

Trình bày chi tiết luồng xử lý dữ liệu và thuật toán nghiệp vụ thông qua các sơ đồ hoạt động:

  • Hoạt động Đăng nhập và Đăng xuất hệ thống.
  • Hoạt động Quản lý và Thay đổi mật khẩu.
  • Hoạt động Thêm, Sửa, Xóa độc giả.
  • Hoạt động Thêm, Sửa, Xóa tài liệu.
  • Hoạt động Xử lý yêu cầu mượn và Cập nhật thông tin phiếu mượn.
  • Hoạt động Tra cứu và Tìm kiếm độc giả/tài liệu.

Kết quả và đóng góp

Báo cáo môn học đạt được các kết quả cụ thể sau:

  1. Chuẩn hóa quy trình nghiệp vụ: Khảo sát và tài liệu hóa chi tiết toàn bộ quy trình vận hành của thư viện đại học, chuyển đổi các thao tác thủ công (như dán nhãn giấy, ghi chép sổ) thành các luồng xử lý tự động hóa bằng máy tính.
  2. Hệ thống hóa tài liệu phân tích thiết kế: Hoàn thành bộ tài liệu đặc tả 16 ca sử dụng có cấu trúc rõ ràng, hỗ trợ đầy đủ các kịch bản thực hiện thành công và kịch bản lỗi phát sinh.
  3. Mô hình hóa hướng đối tượng toàn diện: Xây dựng đầy đủ hệ thống biểu đồ UML từ mức khái niệm đến mức thiết kế (Use-Case Diagrams, Class Diagrams, Activity Diagrams), tạo cơ sở vững chắc cho giai đoạn lập trình và xây dựng cơ sở dữ liệu.
  4. Đề xuất giải pháp quản lý mã vạch: Đưa tính năng sinh và in mã vạch tự động vào quy trình quản lý sách, giúp giảm thiểu thời gian thao tác khi mượn - trả và hạn chế tối đa sai sót đối chiếu thông tin.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Báo cáo tập trung chủ yếu vào giai đoạn phân tích và thiết kế hệ thống môn học; tài liệu chưa đề cập chi tiết đến thiết kế cơ sở dữ liệu vật lý cụ thể (DBMS), kiến trúc công nghệ phần mềm thực thi, thiết kế giao diện chi tiết (UI/UX) cũng như kiểm thử hiệu năng hệ thống.
  • Hướng phát triển:
    • Lựa chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ và nền tảng công nghệ phù hợp để hiện thực hóa phần mềm.
    • Tích hợp hệ thống quản lý tài liệu điện tử (sách số, giáo trình điện tử) bên cạnh sách truyền thống.
    • Mở rộng chức năng cho phép độc giả đặt mượn và gia hạn sách trực tuyến qua môi trường Web/Mobile.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tư liệu học thuật giá trị cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Công nghệ thông tin, Hệ thống thông tin, Kỹ thuật phần mềm đang thực hiện bài tập lớn hoặc đồ án môn học Phân tích và Thiết kế Hệ thống.
  • Các nhóm sinh viên tham khảo về phương pháp xây dựng kế hoạch phỏng vấn thực tế, mẫu phiếu thu thập yêu cầu và kỹ năng đặc tả ca sử dụng (Use-Case Specification) theo chuẩn kỹ thuật phần mềm.
  • Các nhà phát triển phần mềm cần mô hình mẫu về cấu trúc phân hệ và luồng dữ liệu cho bài toán Quản lý thư viện trường học.

Câu hỏi thường gặp

1. Định mức mượn sách và thời hạn lưu giữ tài liệu của độc giả được quy định như thế nào trong báo cáo?
Theo kết quả khảo sát thực tế tại Thư viện ĐH CNTT & TT Việt - Hàn, mỗi sinh viên xuất trình thẻ được mượn tối đa 2 cuốn sách tham khảo với thời hạn 15 ngày, và 4 cuốn giáo trình học tập với thời hạn 3 tháng. Nếu có nhu cầu mượn thêm thời gian, độc giả phải đến thư viện để làm thủ tục gia hạn.

2. Chính sách thế chân và quy định xử phạt vi phạm của thư viện được mô tả ra sao?
Độc giả được miễn phí mượn sách nhưng phải nộp tiền thế chân từ 50.000 VNĐ tùy theo giá trị cuốn sách (có hóa đơn biên nhận và được hoàn lại 100% khi trả sách). Đối với việc trả sách trễ hạn, sau 3 ngày kể từ ngày thông báo, hệ thống áp dụng mức phạt 500 VNĐ/ngày. Trường hợp làm mất, rách hoặc bẩn tài liệu, độc giả phải bồi thường tài chính tương đương đơn giá ghi nhận trên phiếu nhập sách gốc.

3. Những thông tin bắt buộc phải có trên Phiếu nhập sách và Phiếu mượn sách là gì?

  • Phiếu nhập sách gồm: Mã phiếu nhập, Ngày đặt sách, Ngày giao sách, Mã sách, Tên đầu sách, Nhà xuất bản, Tác giả, Đơn giá.
  • Phiếu mượn sách gồm: Số phiếu mượn, Mã thẻ độc giả, Mã sách, Tên sách, Tác giả, Ngày mượn, Ngày trả, Tình trạng sách lúc mượn, Số cuốn mượn về.

4. Hệ thống phân quyền cho những nhóm người dùng nào và chức năng của từng nhóm là gì?
Hệ thống thiết kế 5 nhóm tác tử: Admin (quản lý người dùng, phân quyền, sao lưu/phục hồi), Ban kỹ thuật (quản lý tài liệu, sinh/in mã vạch, quản lý độc giả), Ban thủ thư (quản lý mượn/trả, xử lý vi phạm), Ban lập kế hoạch (khai thác báo cáo thống kê phục vụ mua sắm) và Độc giả (tra cứu sách, đăng ký tài khoản).

5. Hoạt động kiểm kê tài liệu và phê duyệt báo cáo thống kê diễn ra theo chu kỳ nào?
Thư viện tiến hành kiểm kê lại sách định kỳ 1 tháng 1 lần để nắm bắt số lượng và tình trạng hư hỏng. Báo cáo thống kê hoàn chỉnh về danh mục sách thiếu, hư hỏng và lượt mượn sẽ được chuyển đến Hiệu trưởng nhà trường xem xét và ký duyệt.


Kết luận

Đồ án môn học "Hệ thống quản lý thư viện sách: Phân tích và thiết kế" đã hoàn thành đầy đủ các nội dung nghiên cứu theo phương pháp luận hướng đối tượng chuẩn mực. Dựa trên dữ liệu khảo sát thực tế tại các trường đại học, nhóm tác giả đã xây dựng thành công tài liệu đặc tả ca sử dụng chi tiết cùng hệ thống biểu đồ UML (Use-Case, Class, Activity Diagrams) phản ánh chính xác quy trình lưu thông và quản lý tài liệu. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở phân tích vững chắc, sẵn sàng cho việc triển khai lập trình và xây dựng ứng dụng phần mềm quản lý thư viện hoàn chỉnh trong thực tiễn.