Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thư viện đóng vai trò then chốt trong việc hỗ trợ công tác học tập, giảng dạy và nghiên cứu khoa học của sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh và giảng viên tại các cơ sở giáo dục đại học. Tại Trường Đại học Kinh tế TP. Hồ Chí Minh (UEH), thư viện là trung tâm lưu trữ, cập nhật giáo trình, tài liệu tham khảo, luận văn, luận án và các tư liệu điện tử chuyên ngành. Tuy nhiên, trước đây hoạt động quản lý tại Thư viện UEH chủ yếu vận hành theo phương thức thủ công; các khâu ghi nhận mượn/trả, nhập sách, quản lý phòng họp và thống kê đều phụ thuộc vào việc nhập liệu trên các bảng tính Excel rời rạc. Khi quy mô đào tạo mở rộng và nhu cầu sử dụng tài nguyên thông tin tăng cao, phương thức thủ công bộc lộ nhiều bất cập: tốc độ tìm kiếm tài liệu chậm, khả năng đáp ứng độc giả trong các đợt cao điểm ôn thi bị hạn chế, công tác thống kê tốn nhiều nhân lực và dễ phát sinh sai sót.

Trước thực trạng đó, nhóm sinh viên chuyên ngành Thương mại Điện tử thuộc Khoa Công nghệ Thông tin Kinh doanh đã thực hiện đề tài "Phân tích thiết kế hệ thống quản lý thư viện trường Đại Học Kinh Tế TP. Hồ Chí Minh" nhằm tin học hóa toàn diện quy trình nghiệp vụ thư viện.

Mục tiêu cụ thể của dự án gồm:

  1. Ứng dụng công nghệ thông tin vào công tác quản lý thư viện nhằm thay thế phương thức quản trị thủ công, nâng cao hiệu quả vận hành và phục vụ nhiệm vụ chính trị - xã hội của nhà trường.
  2. Xây dựng phần mềm đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật: giao diện thân thiện, trực quan, dễ thao tác; tốc độ xử lý nhanh; tính độc lập cao giữa các mô-đun chức năng (việc hiệu chỉnh một chức năng không làm ảnh hưởng đến các chức năng khác); bảo đảm an toàn dữ liệu thông qua cơ chế sao lưu và phục hồi cơ sở dữ liệu khi phát sinh sự cố; dễ dàng mở rộng và tùy biến giao diện cũng như chức năng trong tương lai.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Không gian và cơ sở khảo sát: Thư viện Trường Đại học Kinh tế TP. Hồ Chí Minh (UEH).
  • Đối tượng khảo sát: Nhân viên quản lý thư viện (trực tiếp phỏng vấn chuyên viên Assistant System Library UEH) và hệ thống văn bản quy chế quản lý thư viện hiện hành.
  • Phạm vi thời gian và nhân lực: Dự án được triển khai thực hiện trong thời hạn 2 tháng bởi nhóm nghiên cứu gồm 6 thành viên.
  • Phạm vi nghiệp vụ: Tập trung vào 7 phân hệ chính gồm Quản trị hệ thống, Quản lý sách, Quản lý bạn đọc, Quản lý mượn/trả/gia hạn sách, Quản lý mượn/trả phòng họp, Báo cáo & thống kê và Tìm kiếm thông tin. Nhóm nghiên cứu xác định loại trừ yêu cầu tùy chỉnh tự động bật/tắt hệ thống đèn và máy lạnh ra khỏi phạm vi dự án do vượt quá chuyên môn kỹ thuật phần cứng hiện tại.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài áp dụng phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống hướng đối tượng (Object-Oriented Analysis and Design - OOAD) kết hợp mô hình hóa dữ liệu quan hệ, sử dụng các công cụ chuẩn hóa UML (Unified Modeling Language):

  • Mô hình hóa chức năng: Xây dựng biểu đồ ca sử dụng tổng quát (Use Case Diagram) và phân rã chi tiết cho từng phân hệ; lập bảng đặc tả Use Case bao gồm định danh (ID), tác nhân (Actor), tiền điều kiện (Pre-conditions), hậu điều kiện (Post-conditions), luồng sự kiện chính (Basic Flow), luồng thay thế (Alternative Flow), luồng ngoại lệ (Exception Flow) và quy tắc nghiệp vụ (Business Rules).
  • Mô hình hóa hành vi và tiến trình: Sử dụng biểu đồ hoạt động (Activity Diagram) để mô tả chi tiết luồng công việc nghiệp vụ; sử dụng biểu đồ trình tự (Sequence Diagram) để mô hình hóa sự tương tác qua lại giữa các đối tượng và các lớp xử lý theo thời gian.
  • Mô hình hóa cấu trúc và dữ liệu: Thiết lập biểu đồ lớp (Class Diagram) ở mức quan niệm và mức thiết kế; xây dựng mô hình thực thể quan hệ (ERD) từ sơ đồ gốc đến sơ đồ mở rộng, chuyển đổi sang mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ và mô hình cơ sở dữ liệu mức vật lý.
  • Thiết kế kiểm soát toàn vẹn dữ liệu: Xây dựng hệ thống bảng tầm ảnh hưởng cho 17 ràng buộc toàn vẹn (từ R1 đến R17) nhằm kiểm soát các thao tác thêm, xóa, sửa trên từng bảng dữ liệu.

Phương pháp thu thập dữ liệu thực tế bao gồm:

  • Phỏng vấn chuyên sâu: Phỏng vấn trực tiếp chị Đặng Châu Thanh Hiền – Assistant System Library UEH về quy trình nghiệp vụ tổng quan, các mặt hạn chế của hệ thống cũ và định hướng phát triển.
  • Nghiên cứu tài liệu: Phân tích các quy chế quản lý thư viện của UEH, các văn bản hướng dẫn thủ tục mượn/trả/gia hạn sách và quy trình đăng ký mượn/trả phòng họp.
  • Quan sát thực tế: Khảo sát trực tiếp chu trình vận hành tại quầy kiểm tra, khu vực tra cứu và kho sách của thư viện.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về dự án

Chương này làm rõ lý do chọn đề tài dựa trên nhu cầu cấp thiết về tin học hóa hoạt động thư viện tại Trường Đại học Kinh tế TP. Hồ Chí Minh. Tác giả giới thiệu chức năng của Thư viện UEH trong việc thu nhận, lưu trữ, xử lý biên mục và phổ biến các nguồn tài liệu đa dạng (sách giáo trình, bài giảng, đề tài nghiên cứu khoa học đã nghiệm thu, khóa luận, luận văn thạc sĩ, luận án tiến sĩ). Chương 1 xác định rõ mục tiêu xây dựng hệ thống mới, phân tích tính khả thi về mặt nhân sự (nhóm 6 thành viên) và thời gian thực hiện (2 tháng), đồng thời phân định ranh giới nghiệp vụ khi loại bỏ chức năng điều khiển tự động thiết bị điện ra khỏi dự án.

Chương 2: Xác định yêu cầu

Nội dung chương tập trung vào kết quả khảo sát hiện trạng và đặc tả các quy trình nghiệp vụ thực tế của Thư viện UEH:

  • Quy trình nhập sách: Thủ thư ghi nhận thông tin đầu sách, đánh mã cho từng cuốn sách và bố trí vào vị trí lưu trữ.
  • Quy trình mượn, trả và gia hạn sách: Phân định rõ hạn mức và thời gian mượn tài liệu theo nhóm đối tượng độc giả:
Đối tượng bạn đọc Số lượng sách mượn tối đa / lần Thời hạn mượn tối đa
Học viên (Sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh) 04 quyển 14 ngày
Giảng viên, Cán bộ - Viên chức (CBVC) 05 quyển 20 ngày
  • Quy định xử lý mất hoặc rách sách: Bạn đọc chịu trách nhiệm thanh toán số tiền tương ứng với giá trị cuốn sách.
  • Quy trình đặt và trả phòng họp: Thủ thư kiểm tra tình trạng phòng trên hệ thống, thực hiện giữ thẻ sinh viên, chứng minh nhân dân hoặc thẻ giảng viên và cập nhật trạng thái sử dụng phòng.
  • Quy trình thanh lý sách: Thực hiện định kỳ đối với các loại sách sau 5 năm lưu hành hoặc đối với những đầu sách bị hư hỏng nặng, không còn nhu cầu khai thác.
  • Thống kê, báo cáo định kỳ: Hệ thống hóa việc tổng hợp dữ liệu sách nhập mới, sách đang cho mượn, sách còn trong kho, sách thanh lý, danh sách bạn đọc vi phạm và lượt mượn phòng.

Chương này cũng tổng hợp danh mục 9 yêu cầu chức năng nghiệp vụ (tính năng đăng nhập bảo mật, quản lý thông tin mượn/trả/hạn trả, báo cáo đa chiều, cập nhật dữ liệu sách/bạn đọc, tìm kiếm tích hợp, quản lý phòng họp, phân quyền quản trị) và các yêu cầu phi chức năng về khả năng tra cứu qua mạng nội bộ, độ tin cậy và lưu trữ lịch sử xử lý vi phạm.

Chương 3: Phân tích và thiết kế hệ thống

Đây là chương trọng tâm của đề tài, trình bày toàn bộ quá trình mô hình hóa và thiết kế kỹ thuật:

  • Xác định Actor: Hệ thống gồm 2 tác nhân chính là Admin (có toàn quyền kiểm soát, quản trị người dùng và phân quyền) và Thủ thư (thực thi các nghiệp vụ quản lý tài liệu, bạn đọc, mượn trả sách, mượn phòng, báo cáo và tìm kiếm).
  • Mô hình hóa chức năng: Xây dựng biểu đồ Use Case tổng quát và chi tiết hóa thành 7 cụm ca sử dụng:
    • Quản trị hệ thống (Đăng nhập, Quản trị người dùng, Thêm/Sửa/Xóa người dùng, Quản trị phân quyền).
    • Quản lý sách (Thêm, Sửa, Xóa sách).
    • Quản lý bạn đọc (Thêm, Sửa, Xóa thông tin độc giả).
    • Quản lý mượn trả sách (Xử lý yêu cầu mượn, Xử lý yêu cầu trả, Xử lý yêu cầu gia hạn).
    • Báo cáo & Thống kê (Thống kê sách đang mượn, số người mượn phòng, bạn đọc đang mượn sách, sách còn trong thư viện, bạn đọc vi phạm, sách thanh lý, sách mới nhập theo các khoảng thời gian).
    • Quản lý mượn trả phòng (Xử lý yêu cầu mượn phòng, theo dõi lịch đặt, nhận phòng, trả phòng, hủy yêu cầu).
    • Tìm kiếm thông tin (Tìm kiếm sách, tìm kiếm bạn đọc, tìm kiếm phiên mượn/trả).
  • Mô hình hóa hành vi và tiến trình: Chi tiết hóa toàn bộ 33 biểu đồ hoạt động và 29 biểu đồ trình tự tương ứng với từng luồng nghiệp vụ.
  • Thiết kế cấu trúc dữ liệu: Định nghĩa hệ thống thực thể, lớp đối tượng và bảng dữ liệu vật lý bao gồm: NguoiDung, Admin, ThuThu, BanDoc, HocVien, GiangVien, Lop, NganhHoc, Khoa, XuLyViPham, MuonTraSach, Sach, SachThanhLy, ViTri, DauSach, NhaXuatBan, TacGia, ChuDe, PhieuNhap, NhaCungCap, MuonTraPhong, Phong, LoaiPhong, QuyDinhThuVien, SangTac, LopHocVien, QLMuonTraSach, CTMuonTraSach, QLMuonTraPhong, CTMuonTraPhong, CapNhatSach, ViPham.
  • Thiết kế giao diện: Xây dựng wireframe và layout cho các màn hình: form đăng nhập, màn hình chính, giao diện thêm/xóa sách, tra cứu phiên mượn, quản lý độc giả, xử lý mượn/trả phòng và các biểu mẫu báo cáo thống kê.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo mô hình phân lớp rõ ràng, đảm bảo tính toàn vẹn và khả năng kiểm soát dữ liệu:

  • Cấu trúc thực thể và phân cấp kế thừa: Mô hình phân biệt rõ các cấp bậc thừa kế:
    • Đối tượng người dùng hệ thống (NguoiDung) phân nhánh thành Admin và ThuThu.
    • Đối tượng bạn đọc (BanDoc) kế thừa thuộc tính sang hai phân loại cụ thể là HocVien (liên kết với Lop, NganhHoc, Khoa) và GiangVien (liên kết với Khoa).
    • Dữ liệu xuất bản phẩm được phân rã thành các thực thể độc lập: DauSach, Sach, TacGia, ChuDe, NhaXuatBan, NhaCungCap, ViTri và bảng trung gian SangTac.
  • Quản lý phiên giao dịch: Tách biệt bảng quản lý phiên tổng quát và bảng chi tiết:
    • Nghiệp vụ mượn sách: sử dụng bảng QLMuonTraSach và CTMuonTraSach.
    • Nghiệp vụ mượn phòng: sử dụng bảng QLMuonTraPhong và CTMuonTraPhong kết hợp với thông tin phân loại từ bảng Phong và LoaiPhong.
  • Hệ thống ràng buộc toàn vẹn: Nhóm nghiên cứu thiết lập 17 ràng buộc toàn vẹn (từ R1 đến R17) kèm bảng tầm ảnh hưởng để kiểm soát tính hợp lệ của dữ liệu (kiểm tra trùng khóa, ràng buộc khóa ngoại, điều kiện hạn mượn theo đối tượng, điều kiện cập nhật trạng thái phòng và đối chiếu sách trễ hạn).
  • Thiết kế giao diện người dùng: Các biểu mẫu được chuẩn hóa chức năng:
    • Giao diện xử lý mượn/trả sách: Cho phép nhập mã ID bạn đọc, tự động truy xuất các phiên mượn đang diễn ra, đối chiếu thời hạn mượn và tự động kích hoạt chức năng ghi nhận vi phạm khi quá hạn.
    • Giao diện quản lý phòng họp: Hiển thị trạng thái phòng theo thời gian thực, hỗ trợ duyệt nhận phòng và xóa lịch đặt phòng đã duyệt.
    • Giao diện thống kê - báo cáo: Cung cấp bộ lọc theo tiêu chí thời gian (tháng, năm) cho 7 nhóm báo cáo định kỳ.

Kết quả và đóng góp

Đề tài đã hoàn thành các kết quả cụ thể:

  • Hoàn thiện tài liệu phân tích và thiết kế chi tiết cho hệ thống quản lý thư viện trường đại học quy mô lớn, bao gồm hệ thống 33 biểu đồ hoạt động, 29 biểu đồ trình tự, 35 bảng đặc tả Use Case và hơn 30 bảng cấu trúc cơ sở dữ liệu quan hệ.
  • Đề xuất mô hình dữ liệu chuẩn hóa, tích hợp đồng bộ giữa việc quản lý tài liệu truyền thống (sách, giáo trình, ấn phẩm) và quản lý tài nguyên cơ sở vật chất (phòng họp, phòng tự học nhóm).
  • Chuẩn hóa các quy định nghiệp vụ về hạn mức mượn tài liệu (4 quyển/14 ngày đối với học viên; 5 quyển/20 ngày đối với cán bộ - giảng viên), quy định bồi thường sách mất/hỏng và chu kỳ thanh lý tài liệu 5 năm thành các luồng xử lý phần mềm tự động.
  • Cung cấp giải pháp phân quyền người dùng chặt chẽ giữa Quản trị viên (Admin) và Thủ thư, giải quyết triệt để các rủi ro sai lệch dữ liệu do thao tác thủ công trên Excel trước đây.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài:
    • Do giới hạn về chuyên môn kỹ thuật phần cứng, nhóm nghiên cứu chưa thể tích hợp chức năng điều khiển tự động bật/tắt thiết bị đèn chiếu sáng và máy lạnh trong thư viện (yêu cầu chức năng số 9) vào hệ thống.
    • Báo cáo tập trung chủ yếu vào giai đoạn khảo sát, phân tích yêu cầu và thiết kế hệ thống (mô hình quan niệm, mô hình vật lý, thiết kế giao diện), chưa cung cấp số liệu đo lường hiệu năng thực tế sau khi lập trình và đóng gói sản phẩm hoàn chỉnh.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Nghiên cứu tích hợp các giải pháp Internet vạn vật (IoT) để tự động hóa việc quản lý năng lượng và thiết bị trong hệ thống phòng đọc, phòng họp của thư viện.
    • Triển khai mã nguồn hoàn chỉnh và tích hợp hệ thống với cổng thông tin đào tạo của trường nhằm cho phép độc giả tự tra cứu, gia hạn tài liệu và đặt phòng học trực tuyến từ xa.

Giá trị tham khảo

Đề tài là tài liệu tham khảo phù hợp cho sinh viên, học viên các ngành Công nghệ thông tin kinh doanh, Hệ thống thông tin quản lý, Thương mại điện tử và Kỹ thuật phần mềm đang thực hiện đồ án phân tích thiết kế hệ thống. Những nội dung có giá trị tham khảo nổi bật bao gồm:

  • Bộ đặc tả Use Case chuẩn mực với đầy đủ các luồng sự kiện chính, luồng thay thế và luồng ngoại lệ cho toàn bộ quy trình nghiệp vụ thư viện đại học.
  • Phương pháp xây dựng mô hình thực thể quan hệ (ERD) và phân cấp kế thừa thực thể (NguoiDung, BanDoc) trong bài toán quản lý phức hợp.
  • Phương pháp lập bảng tầm ảnh hưởng của các ràng buộc toàn vẹn (R1-R17) trong thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ.

Câu hỏi thường gặp

1. Quy định mượn sách tại Thư viện UEH có sự khác biệt như thế nào giữa học viên và giảng viên?
Theo quy chế quản lý của Thư viện UEH được mô hình hóa trong đề tài, học viên (gồm sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh) được mượn tối đa 4 quyển sách với thời hạn 14 ngày trong một lần mượn. Đối với giảng viên và cán bộ - viên chức, số lượng sách mượn tối đa là 5 quyển với thời hạn 20 ngày.

2. Chức năng nào ban đầu được đề xuất nhưng sau đó bị loại khỏi phạm vi dự án và nguyên nhân là gì?
Chức năng hỗ trợ tùy chỉnh tự động bật/tắt đèn và máy lạnh trong thư viện (yêu cầu chức năng số 9) đã bị loại khỏi phạm vi triển khai. Nhóm thực hiện xác định yêu cầu này đòi hỏi kiến thức chuyên môn kỹ thuật về phần cứng/điều khiển tự động nằm ngoài phạm vi năng lực chuyên môn của nhóm ở thời điểm thực hiện đề tài.

3. Hệ thống phân chia quyền hạn của các tác nhân (actor) như thế nào?
Hệ thống thiết lập 2 tác nhân chính:

  • Admin: Có toàn quyền tương tác, điều khiển và kiểm soát mọi hoạt động của hệ thống, thực hiện thêm, sửa, xóa người dùng và phân quyền sử dụng.
  • Thủ thư: Được cấp quyền thực hiện các nghiệp vụ thường nhật bao gồm quản lý tài liệu/sách, quản lý bạn đọc, xử lý mượn/trả/gia hạn sách, quản lý mượn/trả phòng họp, tìm kiếm thông tin và xuất các báo cáo thống kê.

4. Phân hệ Báo cáo & Thống kê của hệ thống cung cấp những loại báo cáo cụ thể nào?
Phân hệ Báo cáo & Thống kê hỗ trợ xuất 7 loại báo cáo theo các tiêu chí thời gian tùy chọn (tháng, năm):

  • Thống kê sách đang được mượn.
  • Thống kê số người đã mượn phòng.
  • Thống kê bạn đọc đang mượn tài liệu.
  • Thống kê sách còn trong thư viện.
  • Thống kê bạn đọc vi phạm.
  • Thống kê sách thanh lý.
  • Thống kê sách mới nhập.

5. Quy định xử lý đối với sách thanh lý và sách bị mất, hư hại được thiết kế ra sao?
Về xử lý sách mất hoặc rách, hệ thống ghi nhận quy định bạn đọc phải thanh toán số tiền tương ứng với giá trị cuốn sách. Đối với sách thanh lý, quy trình nghiệp vụ quy định các đầu sách thông thường sau 5 năm nhập về sẽ được xem xét thanh lý một lần, hoặc tiến hành thanh lý đối với các cuốn sách bị hỏng nặng, không còn giá trị sử dụng.

Kết luận

Đồ án "Phân tích thiết kế hệ thống quản lý thư viện trường Đại Học Kinh Tế TP. Hồ Chí Minh" đã giải quyết toàn diện bài toán chuẩn hóa và tin học hóa nghiệp vụ quản lý thư viện đại học từ mô hình thủ công sang hệ thống hướng đối tượng. Công trình cung cấp hệ thống tài liệu phân tích kỹ thuật hoàn chỉnh từ ca sử dụng, tiến trình hoạt động, biểu đồ tương tác đến lược đồ cơ sở dữ liệu vật lý và 17 ràng buộc toàn vẹn. Kết quả nghiên cứu thể hiện tính khả thi cao, đáp ứng tốt yêu cầu quản lý tài nguyên thông tin và phục vụ công tác đào tạo, nghiên cứu khoa học tại Thư viện UEH.