Bài tập lớn: Phân tích & thiết kế hệ thống quản lý thư viện (ĐH Bách Khoa)

Phương pháp phân tích và thiết kế hướng đối tượng (OOAD) là một cách tiếp cận hiện đại trong công nghệ phần mềm, giúp mô hình hóa các hệ thống phức… 87 trang.

• Đề tài: Phân Tích và Thiết Kế Hệ Thống Quản Lý Thư Viện

Mục lục chi tiết

• PHÂN CÔNG THÀNH VIÊN TRONG NHÓM
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
• 1.1. Mục tiêu và phạm vi của đề tài
• 1.2. Các thuật ngữ và từ viết tắt
• 1.3. Tài liệu tham khảo
• 1.4. Tổng quan tài liệu
• 2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH YÊU CẦU PHẦN MỀM
• 2.1. Yêu cầu tổng quan về nghiệp vụ
• 2.1.1. Phân tích nghiệp vụ
• 2.1.2. Quy tắc nghiệp vụ
• 2.1.3. Các tác nhân của hệ thống
• 2.2. Phân tích yêu cầu chức năng
• 2.2.1. Biểu đồ use case tổng quan của hệ thống
• 2.2.2. Phân rã use case “Quản lý sách”
• 2.2.3. Phân rã use case “Quản lý mượn, trả sách”
• 2.2.4. Phân rã use case “Quản lý độc giả”
• 2.2.5. Phân rã use case “Thống kê”
• 2.2.6. Phân rã use case “Quản lý tài khoản thủ thư”
• 2.2.7. Đặc tả use case
• 2.2.7.1. Nhóm use case “Quản lý sách”
• 2.2.7.1.1. UC001 “Thêm sách”
• 2.2.7.1.2. UC002 “Tìm kiếm sách”
• 2.2.7.1.3. UC003 “Xem chi tiết sách”
• 2.2.7.1.4. UC005 “Sửa thông tin sách”
• 2.2.7.2. Nhóm use case “Quản lý mượn, trả sách”
• 2.2.7.2.1. UC006 “Lập phiếu mượn”
• 2.2.7.2.2. UC007 “Gia hạn phiếu mượn”
• 2.2.7.2.3. UC008 “Xử lý trả sách”
• 2.2.7.2.4. UC009 “Xử lý vi phạm”
• 2.2.7.3. Nhóm use case “Quản lý độc giả”
• 2.2.7.3.1. UC010 “Tìm kiếm độc giả”
• 2.2.7.3.2. UC011 “Xem thông tin độc giả”
• 2.2.7.3.3. UC012 “Thêm độc giả”
• 2.2.7.3.4. UC013 “Xóa độc giả”
• 2.2.7.3.5. UC014 “Sửa thông tin độc giả”
• 2.2.7.4. Nhóm use case “Thống kê”
• 2.2.7.4.1. UC015 “Thống kê độc giả vi phạm”
• 2.2.7.4.2. UC016 “Thống kê sách mượn quá hạn”
• 2.2.7.4.3. UC017 “Thống kê lượt mượn sách”
• 2.2.7.5. Nhóm use case “Quản lý tài khoản thủ thư”
• 2.2.7.5.1. UC019 “Xem danh sách thủ thư”
• 2.2.7.5.2. UC020 “Tìm kiếm tài khoản”
• 2.2.7.5.3. UC021 “Xem chi tiết”
• 2.2.7.5.4. UC022 “Khóa tài khoản”
• 2.2.7.5.5. UC023 “Mở khóa tài khoản”
• 2.2.7.5.6. UC024 “Tạo tài khoản mới”
• 2.2.7.6. Các use case khác
• 2.2.7.6.1. UC025 “Đăng nhập”
• 2.2.7.6.2. UC026 “Đăng xuất”
• 2.2.7.6.3. UC027 “Tìm kiếm sách”
• 2.2.7.6.4. UC028 “Xem chi tiết sách”
• 2.2.7.6.5. UC029 “Cập nhật thông tin cá nhân”
• 2.3. Phân tích yêu cầu phi chức năng
• 2.3.1. Yêu cầu bảo mật
• 2.3.2. Yêu cầu hiệu năng
• 2.3.3. Yêu cầu giao diện
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Mô hình hóa cấu trúc hệ thống
• 3.1.1. Nhóm ca sử dụng “Quản lý mượn trả sách”
• 3.1.1.1. Ca sử dụng “Xử lý yêu cầu trả”
• 3.1.1.2. Ca sử dụng “Xử lý vi phạm”
• 3.1.1.3. Ca sử dụng “Gia hạn phiếu mượn”
• 3.1.1.4. Ca sử dụng “Lập phiếu mượn”
• 3.1.2. Nhóm ca sử dụng “Quản lý sách”
• 3.1.2.1. Ca sử dụng “Tìm kiếm sách”
• 3.1.2.2. Ca sử dụng “Xem chi tiết sách”
• 3.1.2.3. Ca sử dụng “Sửa thông tin sách”
• 3.1.2.4. Ca sử dụng “Xóa sách”
• 3.1.2.5. Ca sử dụng “Thêm sách”
• 3.1.3. Nhóm ca sử dụng “Quản lý tài khoản thủ thư”
• 3.1.3.1. Ca sử dụng “Xem danh sách thủ thư”
• 3.1.3.2. Ca sử dụng “Xem chi tiết”
• 3.1.3.3. Ca sử dụng “Tìm kiếm tài khoản”
• 3.1.3.4. Ca sử dụng “Tạo tài khoản mới”
• 3.1.3.5. Ca sử dụng “Khóa tài khoản”
• 3.1.3.6. Ca sử dụng “Mở khóa tài khoản”
• 3.1.4. Nhóm ca sử dụng “Quản lý độc giả”
• 3.1.4.1. Ca sử dụng “Tìm kiếm độc giả”
• 3.1.4.2. Ca sử dụng “Thêm độc giả”
• 3.1.4.3. Ca sử dụng “Xem thông tin độc giả”
• 3.1.4.4. Ca sử dụng “Xóa độc giả”
• 3.1.4.5. Ca sử dụng “Sửa thông tin độc giả”
• 3.1.5. Nhóm ca sử dụng “Thống kê”
• 3.1.5.1. Ca sử dụng “Thống kê độc giả vi phạm”
• 3.1.5.2. Ca sử dụng “Thống kê sách mượn quá hạn”
• 3.1.5.3. Ca sử dụng “Thống kê lượt mượn sách”
• 3.1.5.4. Ca sử dụng “Xuất báo cáo”
• 3.1.6. Các ca sử dụng khác
• 3.1.6.1. Ca sử dụng “Đăng nhập”
• 3.1.6.2. Ca sử dụng “Đăng xuất”
• 3.1.6.3. Ca sử dụng “Cập nhật thông tin cá nhân”
• 3.2. Mô hình hóa sự tương tác
• 3.2.1. Nhóm ca sử dụng “Quản lý mượn trả sách”
• 3.2.1.1. Ca sử dụng “Xử lý yêu cầu trả”
• 3.2.1.2. Ca sử dụng “Xử lý vi phạm”
• 3.2.1.3. Ca sử dụng “Gia hạn phiếu mượn”
• 3.2.1.4. Ca sử dụng “Lập phiếu mượn”
• 3.2.2. Nhóm ca sử dụng “Quản lý sách”
• 3.2.2.1. Ca sử dụng “Tìm kiếm sách”
• 3.2.2.2. Ca sử dụng “Xem chi tiết sách”
• 3.2.2.3. Ca sử dụng “Sửa thông tin sách”
• 3.2.2.4. Ca sử dụng “Xóa sách”
• 3.2.2.5. Ca sử dụng “Thêm sách”
• 3.2.3. Nhóm ca sử dụng “Quản lý tài khoản thủ thư”
• 3.2.3.1. Ca sử dụng “Xem danh sách thủ thư”
• 3.2.3.2. Ca sử dụng “Xem chi tiết”
• 3.2.3.3. Ca sử dụng “Tìm kiếm tài khoản”
• 3.2.3.4. Ca sử dụng “Tạo tài khoản mới”
• 3.2.3.5. Ca sử dụng “Khóa tài khoản”
• 3.2.3.6. Ca sử dụng “Mở khóa tài khoản”
• 3.2.4. Nhóm ca sử dụng “Quản lý độc giả”
• 3.2.4.1. Ca sử dụng “Tìm kiếm độc giả”
• 3.2.4.2. Ca sử dụng “Thêm độc giả”
• 3.2.4.3. Ca sử dụng “Xem thông tin độc giả”
• 3.2.4.4. Ca sử dụng “Xóa độc giả”
• 3.2.4.5. Ca sử dụng “Sửa thông tin độc giả”
• 3.2.5. Nhóm ca sử dụng “Thống kê”
• 3.2.5.1. Ca sử dụng “Thống kê độc giả vi phạm”
• 3.2.5.2. Ca sử dụng “Thống kê sách mượn quá hạn”
• 3.2.5.3. Ca sử dụng “Thống kê lượt mượn sách”
• 3.2.5.4. Ca sử dụng “Xuất báo cáo”
• 3.2.6. Các ca sử dụng khác
• 3.2.6.1. Ca sử dụng “Đăng nhập”
• 3.2.6.2. Ca sử dụng “Đăng xuất”
• 3.3. Kiến trúc tổng thể của hệ thống
• 3.4. Thiết kế chi tiết lớp
• 3.4.1. Sơ đồ lớp tổng quan của gói model
• 3.4.2. Sơ đồ gói lớp tổng quan của gói Control
• 3.4.3. Sơ đồ lớp tổng quan của gói View
• 3.5. Thiết kế cơ sở dữ liệu
• 3.5.1. Sơ đồ quan hệ bảng dữ liệu
• 3.5.2. Danh sách các bảng dữ liệu
• 3.5.3. Thiết kế chi tiết các bảng dữ liệu
• 3.5.3.1. Bảng doc_gia
• 3.5.3.2. Bảng phieu_muon
• 3.5.3.3. Bảng bien_ban_vi_pham
• 3.5.3.4. Bảng tai_khoan
• 3.5.3.5. Bảng thu_thu
• 3.5.3.6. Bảng muon_sach
• 3.6. Thiết kế nguyên mẫu giao diện
• 3.6.1. Giao diện khách
• 3.6.2. Giao diện đăng nhập hệ thống
• 3.6.3. Giao diện của thủ thư sau đăng nhập
• 3.6.4. Giao diện quản lý sách
• 3.6.5. Giao diện xem chi tiết sách
• 3.6.6. Giao diện sửa thông tin sách
• 3.6.7. Giao diện thống kê
• 3.6.8. Giao diện tải báo cáo
• 3.6.9. Giao diện tạo phiếu mượn
• 3.6.10. Giao diện xử lý độc giả trả sách
• 3.6.11. Giao diện của quản trị viên
• 3.6.12. Giao diện xem chi tiết tài khoản thủ thư

Tóm tắt

I. Hướng dẫn phân tích thiết kế hướng đối tượng cho thư viện

Phương pháp phân tích và thiết kế hướng đối tượng (OOAD) là một cách tiếp cận hiện đại trong công nghệ phần mềm, giúp mô hình hóa các hệ thống phức tạp dựa trên các đối tượng (object) và lớp (class) trong thế giới thực. Đối với một hệ thống quản lý thư viện, việc áp dụng phương pháp này mang lại hiệu quả vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Thay vì tập trung vào các hàm và logic riêng lẻ, hướng đối tượng tập trung vào việc định nghĩa các đối tượng như 'Sách', 'Độc giả', 'Phiếu mượn' và các mối quan hệ giữa chúng. Điều này giúp hệ thống trở nên dễ hiểu, dễ bảo trì và đặc biệt là dễ dàng mở rộng trong tương lai. Các khái niệm cốt lõi như đóng gói (encapsulation), kế thừa (inheritance), và đa hình (polymorphism) cho phép xây dựng một cấu trúc phần mềm linh hoạt và tái sử dụng cao. Một báo cáo phân tích thiết kế hệ thống theo hướng đối tượng sẽ sử dụng Ngôn ngữ Mô hình hóa Thống nhất (UML) để trực quan hóa kiến trúc, hành vi và các thành phần của hệ thống. Các biểu đồ UML không chỉ là công cụ cho lập trình viên mà còn là cầu nối giao tiếp hiệu quả giữa các bên liên quan, từ người quản lý dự án đến khách hàng, đảm bảo mọi yêu cầu đều được hiểu đúng và triển khai chính xác. Việc áp dụng thành công phương pháp này đòi hỏi một quy trình rõ ràng, bắt đầu từ việc thu thập và phân tích yêu cầu hệ thống một cách kỹ lưỡng.

1.1. Tổng quan về phương pháp hướng đối tượng OOAD

Phương pháp hướng đối tượng (Object-Oriented Analysis and Design - OOAD) là một quy trình kỹ thuật phần mềm tập trung vào việc mô hình hóa hệ thống như một tập hợp các đối tượng tương tác với nhau. Phân tích hướng đối tượng (OOA) tập trung vào việc xác định các đối tượng từ miền vấn đề và các mối quan hệ của chúng. Thiết kế hướng đối tượng (OOD) tập trung vào việc định nghĩa các đối tượng phần mềm và cách chúng phối hợp để thực hiện các yêu cầu. Bốn nguyên tắc trụ cột của OOAD bao gồm: Đóng gói (Encapsulation) - che giấu trạng thái bên trong của đối tượng và chỉ cho phép truy cập thông qua các phương thức công khai; Kế thừa (Inheritance) - cho phép một lớp mới (lớp con) thừa hưởng các thuộc tính và phương thức từ một lớp hiện có (lớp cha); Đa hình (Polymorphism) - cho phép các đối tượng có kiểu dữ liệu khác nhau phản hồi cùng một thông điệp theo cách riêng; và Trừu tượng hóa (Abstraction) - tập trung vào các đặc điểm thiết yếu của một đối tượng và bỏ qua các chi tiết không cần thiết. Việc áp dụng các nguyên tắc này giúp tạo ra mã nguồn có tính module, dễ tái sử dụng và dễ quản lý hơn.

1.2. Lợi ích khi áp dụng OOAD vào quản lý thư viện

Áp dụng OOAD vào hệ thống quản lý thư viện mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Thứ nhất, nó giúp mô hình hóa hệ thống một cách tự nhiên và gần gũi với thực tế. Các thực thể như 'Độc giả', 'Sách', 'Thủ thư' có thể được ánh xạ trực tiếp thành các lớp (class), giúp việc phân tích trở nên trực quan. Thứ hai, tính tái sử dụng mã nguồn được đề cao. Ví dụ, một lớp 'NguoiDung' có thể được tạo ra, và các lớp 'DocGia' và 'ThuThu' có thể kế thừa từ đó, giúp giảm thiểu sự trùng lặp code. Thứ ba, hệ thống trở nên dễ bảo trì và mở rộng. Khi cần thêm một chức năng mới, chẳng hạn như quản lý tài liệu điện tử, các nhà phát triển chỉ cần tạo một lớp mới mà không làm ảnh hưởng lớn đến các thành phần hiện có. Cuối cùng, việc sử dụng các biểu đồ UML giúp tài liệu hóa hệ thống một cách rõ ràng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển giao và phát triển đội ngũ sau này.

II. Thách thức trong quản lý thư viện vai trò của OOAD

Các hệ thống quản lý thư viện truyền thống thường gặp phải nhiều thách thức đáng kể. Việc quản lý thủ công hoặc bằng các phần mềm cũ kỹ dẫn đến sai sót trong việc theo dõi hàng ngàn đầu sách và hàng vạn lượt mượn trả. Các quy trình như quản lý mượn trả sách, quản lý độc giả, và thống kê báo cáo tốn nhiều thời gian và nguồn lực của thủ thư. Theo báo cáo của nhóm sinh viên Đại học Bách Khoa Hà Nội, "số lượng đầu sách, tài liệu cũng như số lượng độc giả... ngày một tăng cao, dẫn tới những phương pháp và cơ chế quản lý thư viện truyền thống đang gặp những vấn đề phức tạp". Các vấn đề thường gặp bao gồm: khó khăn trong việc tìm kiếm sách, quản lý tình trạng sách (đang được mượn, quá hạn, bị hỏng), xử lý vi phạm của độc giả và tạo báo cáo thống kê chính xác. Phân tích và thiết kế hướng đối tượng ra đời như một giải pháp toàn diện cho những thách thức này. Bằng cách mô hình hóa hệ thống thành các đối tượng có thuộc tính và hành vi rõ ràng, OOAD giúp tự động hóa và tối ưu hóa các quy trình nghiệp vụ phức tạp, giảm thiểu sai sót do con người và nâng cao hiệu suất hoạt động. Đây là nền tảng để xây dựng một đồ án công nghệ phần mềm vững chắc và hiệu quả.

2.1. Các vấn đề của hệ thống quản lý thủ công

Quản lý thư viện theo phương pháp thủ công hoặc các phần mềm thế hệ cũ tồn tại nhiều hạn chế. Việc ghi chép thông tin mượn trả trên sổ sách dễ gây thất lạc và sai sót dữ liệu. Quá trình tìm kiếm thông tin một cuốn sách hoặc một độc giả cụ thể tốn nhiều thời gian, làm giảm trải nghiệm của người dùng. Việc kiểm soát sách quá hạn và xử lý vi phạm không được thực hiện kịp thời, gây tổn thất cho thư viện. Ngoài ra, việc tổng hợp và lập báo cáo thống kê, ví dụ như thống kê sách được mượn nhiều nhất hay độc giả vi phạm, là một công việc nặng nhọc và không đảm bảo tính chính xác. Những vấn đề này trực tiếp ảnh hưởng đến hiệu quả hoạt động của thư viện và sự hài lòng của độc giả, đòi hỏi một giải pháp công nghệ hiện đại hơn.

2.2. Vai trò của OOAD trong việc giải quyết vấn đề

OOAD đóng vai trò then chốt trong việc khắc phục các nhược điểm của hệ thống quản lý truyền thống. Bằng cách phân tích yêu cầu hệ thống một cách bài bản, OOAD giúp xác định chính xác các chức năng cần có như quản lý sách, quản lý độc giả, và quản lý mượn trả sách. Thông qua việc mô hình hóa hệ thống bằng UML, các quy trình nghiệp vụ phức tạp được đơn giản hóa và chuẩn hóa. Ví dụ, một đối tượng 'PhieuMuon' có thể tự động kiểm tra ngày hết hạn và thay đổi trạng thái, giúp thủ thư dễ dàng theo dõi. Nguyên tắc đóng gói đảm bảo dữ liệu được toàn vẹn, tránh các thay đổi không mong muốn. Do đó, OOAD không chỉ là một phương pháp lập trình mà còn là một công cụ tư duy giúp tổ chức và cấu trúc lại toàn bộ hoạt động của thư viện một cách logic và hiệu quả.

III. Phương pháp phân tích yêu cầu hệ thống thư viện với UML

Giai đoạn phân tích yêu cầu hệ thống là nền tảng cho bất kỳ dự án phần mềm thành công nào. Trong phương pháp hướng đối tượng, giai đoạn này được hỗ trợ mạnh mẽ bởi Ngôn ngữ Mô hình hóa Thống nhất (UML). Mục tiêu chính là xác định rõ ràng hệ thống sẽ làm gì, các tác nhân là ai và họ tương tác với hệ thống như thế nào. Biểu đồ use case là công cụ trung tâm trong giai đoạn này. Dựa trên tài liệu nghiên cứu, hệ thống quản lý thư viện có ba tác nhân chính: Khách (chưa đăng nhập), Thủ thư, và Quản trị viên. Biểu đồ use case tổng quan sẽ mô tả các chức năng chính mà mỗi tác nhân có thể thực hiện, chẳng hạn như "Quản lý sách", "Quản lý mượn, trả sách", "Quản lý độc giả", và "Thống kê". Từ đó, mỗi use case lớn sẽ được phân rã thành các use case nhỏ hơn, chi tiết hơn. Ví dụ, use case "Quản lý sách" được phân rã thành "Thêm sách", "Tìm kiếm sách", "Xóa sách", và "Sửa thông tin sách". Việc đặc tả chi tiết từng use case (bao gồm tác nhân, mục đích, luồng sự kiện chính, luồng thay thế) đảm bảo rằng tất cả các yêu cầu chức năng và phi chức năng đều được ghi nhận và thấu hiểu trước khi chuyển sang giai đoạn thiết kế, tạo nên một báo cáo phân tích thiết kế hệ thống hoàn chỉnh.

3.1. Kỹ thuật xác định tác nhân và biểu đồ use case

Bước đầu tiên trong phân tích yêu cầu hệ thống là xác định các tác nhân (Actors) - những người hoặc hệ thống bên ngoài tương tác với hệ thống đang xây dựng. Trong hệ thống thư viện, các tác nhân bao gồm 'Độc giả', 'Thủ thư', và 'Quản trị viên'. Sau khi xác định tác nhân, biểu đồ use case được sử dụng để mô hình hóa các chức năng mà hệ thống cung cấp cho mỗi tác nhân. Mỗi use case đại diện cho một hành động cụ thể có giá trị, ví dụ UC006 “Lập phiếu mượn” hay UC015 “Thống kê độc giả vi phạm”. Biểu đồ này cung cấp một cái nhìn tổng quan, cấp cao về các yêu cầu chức năng của hệ thống, giúp đội ngũ phát triển và các bên liên quan có chung một cách hiểu về phạm vi và mục tiêu của dự án.

3.2. Phân tích yêu cầu chức năng và phi chức năng

Yêu cầu chức năng mô tả những gì hệ thống phải làm. Đây là các chức năng cụ thể được thể hiện qua các use case như quản lý sách, tìm kiếm, đăng nhập, lập phiếu mượn. Mỗi chức năng này cần được đặc tả chi tiết về luồng sự kiện, điều kiện tiên quyết và hậu điều kiện. Ngược lại, yêu cầu phi chức năng định nghĩa cách hệ thống thực hiện các chức năng đó, liên quan đến các tiêu chí về chất lượng như hiệu năng, bảo mật, và giao diện người dùng. Ví dụ, tài liệu đề tài yêu cầu "Thời gian phản hồi của hệ thống tối đa 6s" (yêu cầu hiệu năng) và "người dùng chỉ có thể truy cập được các chức năng và các thông tin phù hợp với vai trò" (yêu cầu bảo mật). Cả hai loại yêu cầu này đều quan trọng như nhau để xây dựng một phần mềm hoàn chỉnh và đáp ứng đúng nhu cầu người dùng.

IV. Bí quyết thiết kế hướng đối tượng Sơ đồ lớp và CSDL

Sau khi hoàn tất giai đoạn phân tích, giai đoạn thiết kế hướng đối tượng bắt đầu, chuyển các yêu cầu đã xác định thành một bản thiết kế chi tiết sẵn sàng cho việc lập trình. Trọng tâm của giai đoạn này là xây dựng các mô hình cấu trúc và hành vi của hệ thống. Sơ đồ lớp (class diagram) là biểu đồ quan trọng nhất, mô tả cấu trúc tĩnh của hệ thống bằng cách hiển thị các lớp (class), thuộc tính, phương thức và mối quan hệ giữa chúng (association, aggregation, inheritance). Ví dụ, lớp 'Sach' sẽ có các thuộc tính như 'maSach', 'tenSach', 'tacGia' và các phương thức như 'kiemTraTrangThai()'. Lớp 'DocGia' và 'ThuThu' có thể kế thừa từ một lớp cha 'NguoiDung'. Bên cạnh đó, các biểu đồ tương tác như biểu đồ tuần tự (sequence diagram) và biểu đồ hoạt động (activity diagram) được sử dụng để mô hình hóa hành vi động của hệ thống. Biểu đồ tuần tự cho thấy trình tự các thông điệp được trao đổi giữa các đối tượng để thực hiện một use case cụ thể, trong khi biểu đồ hoạt động mô tả luồng công việc của một quy trình nghiệp vụ. Cuối cùng, từ sơ đồ lớp, việc thiết kế cơ sở dữ liệu (CSDL) được tiến hành, trong đó mỗi lớp thường được ánh xạ thành một bảng trong CSDL quan hệ.

4.1. Xây dựng sơ đồ lớp class diagram cho hệ thống

Sơ đồ lớp (class diagram) là xương sống của mô hình thiết kế hướng đối tượng. Nó không chỉ xác định các lớp cần thiết cho hệ thống như DocGia, Sach, PhieuMuon, ThuThu, mà còn định nghĩa rõ các thuộc tính (dữ liệu) và phương thức (hành vi) của chúng. Quan trọng hơn, sơ đồ lớp thể hiện các mối quan hệ logic giữa các lớp: quan hệ một-nhiều (ví dụ: một độc giả có thể mượn nhiều sách), quan hệ kế thừa (ví dụ: ThuThu là một loại NguoiDung), và quan hệ kết hợp. Một sơ đồ lớp được thiết kế tốt sẽ đảm bảo tính đóng gói, che giấu dữ liệu không cần thiết và chỉ cung cấp các giao diện cần thiết để tương tác, tạo ra một cấu trúc hệ thống rõ ràng và logic.

4.2. Thiết kế cơ sở dữ liệu từ mô hình đối tượng

Việc thiết kế cơ sở dữ liệu là bước chuyển đổi từ mô hình logic (sơ đồ lớp) sang mô hình vật lý (các bảng dữ liệu). Quy tắc phổ biến là mỗi lớp bền vững (persistent class) trong sơ đồ lớp sẽ được ánh xạ thành một bảng trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Các thuộc tính của lớp trở thành các cột của bảng, và mỗi đối tượng của lớp tương ứng với một hàng trong bảng. Các mối quan hệ giữa các lớp (ví dụ: một-một, một-nhiều) được thể hiện thông qua các khóa ngoại (foreign keys). Ví dụ, bảng phieu_muon sẽ chứa một khóa ngoại ma_doc_gia để tham chiếu đến bảng doc_gia. Quá trình này đòi hỏi phải chuẩn hóa dữ liệu để đảm bảo tính nhất quán, toàn vẹn và giảm thiểu sự dư thừa, tạo ra một CSDL hiệu quả cho việc lưu trữ và truy xuất thông tin.

4.3. Mô hình hóa hành vi với biểu đồ tuần tự và hoạt động

Nếu sơ đồ lớp mô tả cấu trúc tĩnh, thì biểu đồ tuần tự (sequence diagram) và biểu đồ hoạt động (activity diagram) mô tả hành vi động. Biểu đồ tuần tự trực quan hóa sự tương tác giữa các đối tượng theo thời gian. Nó cho thấy chính xác đối tượng nào gọi phương thức của đối tượng nào và theo thứ tự nào để hoàn thành một chức năng, ví dụ như quy trình "Lập phiếu mượn". Trong khi đó, biểu đồ hoạt động tập trung vào luồng công việc, mô tả các bước và các quyết định trong một quy trình từ đầu đến cuối. Ví dụ, nó có thể mô tả luồng xử lý trả sách, bao gồm các bước kiểm tra sách, kiểm tra vi phạm, và cập nhật trạng thái. Cả hai biểu đồ này đều là công cụ hữu ích để làm rõ logic nghiệp vụ và đảm bảo hệ thống hoạt động đúng như mong đợi.

V. Case study Ứng dụng OOAD trong đồ án quản lý thư viện

Để minh họa tính thực tiễn của phương pháp phân tích và thiết kế hướng đối tượng, chúng ta có thể xem xét đồ án công nghệ phần mềm về Hệ thống quản lý thư viện do nhóm sinh viên Đại học Bách Khoa Hà Nội thực hiện. Đồ án này là một ví dụ điển hình về việc áp dụng lý thuyết OOAD vào giải quyết một bài toán thực tế. Nhóm đã bắt đầu bằng việc phân tích yêu cầu hệ thống một cách chi tiết, định nghĩa rõ ràng các tác nhân và xây dựng hệ thống biểu đồ use case phân cấp, từ tổng quan đến chi tiết cho từng nghiệp vụ như quản lý mượn trả sách và quản lý độc giả. Trong giai đoạn thiết kế, sơ đồ lớp (class diagram) được xây dựng để thể hiện cấu trúc của các đối tượng chính như TaiKhoan, ThuThu, DocGia, Sach, PhieuMuon. Các mối quan hệ phức tạp như kế thừa và liên kết được mô hình hóa cẩn thận. Bên cạnh đó, các biểu đồ tuần tự và biểu đồ hoạt động được sử dụng để làm rõ luồng xử lý cho các chức năng quan trọng như "Xử lý trả sách" và "Lập phiếu mượn". Kết quả của dự án không chỉ là một phần mềm hoạt động mà còn là một bộ báo cáo phân tích thiết kế hệ thống chi tiết, thể hiện rõ ràng quá trình áp dụng các nguyên lý hướng đối tượng để tạo ra một sản phẩm chất lượng cao.

5.1. Phân tích các use case chính Quản lý sách độc giả

Trong đồ án, nhóm nghiên cứu đã phân rã các chức năng lớn thành các use case cụ thể. Nhóm use case “Quản lý sách” bao gồm các chức năng cơ bản như Thêm, Sửa, Xóa, và Tìm kiếm sách (UC001-UC005). Tương tự, nhóm use case “Quản lý độc giả” (UC010-UC014) cho phép thủ thư quản lý thông tin người mượn. Việc đặc tả chi tiết từng use case, bao gồm cả luồng sự kiện thành công và các luồng thay thế (ví dụ: thông báo lỗi khi mã sách đã tồn tại), đã đảm bảo các yêu cầu nghiệp vụ được nắm bắt đầy đủ. Cách tiếp cận này giúp việc phát triển trở nên có hệ thống và giảm thiểu rủi ro bỏ sót yêu cầu.

5.2. Thiết kế chi tiết cho nghiệp vụ quản lý mượn trả sách

Nghiệp vụ quản lý mượn trả sách là một trong những nghiệp vụ phức tạp nhất. Đồ án đã sử dụng biểu đồ hoạt động để mô tả quy trình từ lúc độc giả yêu cầu mượn đến khi trả sách và xử lý vi phạm. Đồng thời, biểu đồ tuần tự được dùng để minh họa sự tương tác giữa các đối tượng ThuThu, PhieuMuon, và Sach trong quá trình lập phiếu mượn. Bản thiết kế đã xác định rõ các lớp liên quan như PhieuMuon, BienBanViPham, MuonSach, và thiết kế các bảng cơ sở dữ liệu tương ứng. Cách tiếp cận này đảm bảo logic nghiệp vụ được cài đặt chính xác và dữ liệu được quản lý một cách nhất quán.

VI. Kết luận và định hướng phát triển cho hệ thống thư viện

Qua phân tích, có thể khẳng định rằng phân tích và thiết kế hướng đối tượng là một phương pháp luận mạnh mẽ và phù hợp để xây dựng các hệ thống quản lý thư viện hiện đại. Cách tiếp cận này không chỉ giải quyết hiệu quả các thách thức của mô hình quản lý truyền thống mà còn tạo ra một nền tảng phần mềm vững chắc, linh hoạt và dễ bảo trì. Việc sử dụng UML để mô hình hóa hệ thống từ giai đoạn phân tích đến thiết kế giúp đảm bảo sự nhất quán và rõ ràng trong toàn bộ quá trình phát triển. Các khái niệm cốt lõi như lớp, đối tượng, kế thừa, và đóng gói giúp cấu trúc hóa hệ thống một cách logic, phản ánh đúng bản chất của các thực thể trong thế giới thực. Trong tương lai, hệ thống có thể được phát triển thêm nhiều tính năng nâng cao như tích hợp với các nguồn tài liệu số, ứng dụng di động cho độc giả, hoặc sử dụng trí tuệ nhân tạo để gợi ý sách. Nhờ vào kiến trúc hướng đối tượng, việc tích hợp các chức năng mới này sẽ trở nên thuận lợi hơn rất nhiều. Tóm lại, việc đầu tư vào một quy trình phân tích thiết kế hệ thống bài bản theo hướng đối tượng là yếu tố then chốt cho sự thành công của bất kỳ đồ án công nghệ phần mềm quản lý thư viện nào.

6.1. Tóm tắt ưu điểm của phương pháp hướng đối tượng

Tóm lại, phương pháp hướng đối tượng mang lại ba ưu điểm chính cho việc phát triển hệ thống quản lý thư viện. Một là, tính tự nhiên và dễ hiểu, giúp mô hình hóa các thực thể và quy trình phức tạp một cách trực quan. Hai là, khả năng tái sử dụng cao thông qua kế thừa và composition, giúp tiết kiệm thời gian và công sức phát triển. Ba là, tính linh hoạt và dễ bảo trì, cho phép hệ thống dễ dàng thích ứng với các thay đổi và mở rộng chức năng trong tương lai mà không phá vỡ cấu trúc hiện có. Những ưu điểm này làm cho OOAD trở thành lựa chọn hàng đầu cho các dự án phần mềm quy mô lớn và có vòng đời dài.

6.2. Hướng phát triển trong tương lai cho hệ thống

Một hệ thống quản lý thư viện được xây dựng trên nền tảng hướng đối tượng vững chắc mở ra nhiều tiềm năng phát triển. Trong tương lai, hệ thống có thể được mở rộng để quản lý tài nguyên số (e-books, audiobooks), tích hợp cổng thanh toán trực tuyến cho các khoản phạt, và phát triển một ứng dụng di động cho phép độc giả tìm kiếm, đặt trước sách và nhận thông báo. Ngoài ra, việc áp dụng các công nghệ mới như phân tích dữ liệu lớn để hiểu rõ hơn về thói quen đọc của độc giả, hay xây dựng hệ thống gợi ý sách cá nhân hóa cũng là những hướng đi đầy hứa hẹn. Kiến trúc module hóa của OOAD sẽ là một lợi thế lớn khi tích hợp các công nghệ tiên tiến này.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh chuyển đổi số và sự phát triển mạnh mẽ của các nền tảng cung cấp tài liệu điện tử, hệ thống thư viện truyền thống tại các cơ sở giáo dục đại học vẫn giữ vai trò cốt lõi phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu của giảng viên và sinh viên. Tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, sự gia tăng nhanh chóng về số lượng đầu sách, tài liệu chuyên ngành cùng lưu lượng độc giả lớn đã tạo ra áp lực đáng kể đối với công tác vận hành thủ công. Các phương thức quản lý truyền thống bộc lộ nhiều bất cập trong việc kiểm soát luồng thông tin, xử lý các sự kiện mượn trả và đối soát dữ liệu trong các khoảng thời gian xác định.

Nhằm giải quyết những hạn chế này, nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông đã thực hiện đề tài phân tích và thiết kế hệ thống quản lý thư viện ứng dụng phương pháp hướng đối tượng (OOAD), hướng tới các mục tiêu cụ thể sau:

1. Thứ nhất: Cung cấp công cụ quản lý toàn diện và hiệu quả toàn bộ các luồng thông tin trọng yếu phục vụ dịch vụ thư viện.
2. Thứ hai: Ứng dụng công nghệ phần mềm nhằm tối ưu hóa năng suất hoạt động và giảm thiểu sai sót tác nghiệp của đội ngũ quản lý.
3. Thứ ba: Thiết lập cầu nối tương tác tiện lợi, thân thiện giữa thư viện và người sử dụng, đảm bảo quy trình cung ứng dịch vụ diễn ra trơn tru.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào các phân hệ nghiệp vụ cốt lõi trong một thư viện học thuật, bao gồm: quản lý danh mục tài liệu (sách), quản lý hồ sơ độc giả, quản lý quy trình mượn - trả và xử lý vi phạm, quản lý tài khoản thủ thư và phân hệ thống kê, báo cáo hoạt động. Thời gian hoàn thành nghiên cứu được ghi nhận vào tháng 5 năm 2021.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài áp dụng phương pháp Phân tích và Thiết kế Hướng đối tượng (Object-Oriented Analysis and Design - OOAD) kết hợp với ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (UML) để xây dựng hệ thống phần mềm. Quy trình nghiên cứu và thiết kế được chia tách thành các mô hình cấu trúc và mô hình tương tác chi tiết.

1. Khung lý thuyết và mô hình ứng dụng

• Phương pháp phân tích ca sử dụng (Use Case Driven): Xác định yêu cầu người dùng, phân rã chức năng và xây dựng kịch bản chi tiết cho từng ca sử dụng (bao gồm luồng sự kiện chính và luồng sự kiện thay thế/ngoại lệ).
• Mô hình kiến trúc phân lớp (Model - View - Control): Hệ thống được tổ chức thành 3 gói chính nhằm phân tách rõ ràng giữa giao diện hiển thị (View), điều khiển nghiệp vụ (Control) và cấu trúc dữ liệu thực thể (Model).
• Mô hình hóa cơ sở dữ liệu quan hệ (RDBMS): Chuyển đổi các lớp thực thể phân tích thành các bảng dữ liệu có cấu trúc, xác định khóa chính, khóa ngoại và mối quan hệ toàn vẹn dữ liệu.

2. Phương pháp nghiên cứu thực tế và nguồn dữ liệu

• Khảo sát nghiệp vụ: Thu thập, chuẩn hóa các quy trình nghiệp vụ thư viện thực tế (quy trình mượn sách, trả sách, cấp thẻ độc giả, xử phạt vi phạm).
• Nguồn tài liệu tham khảo:
  • Mẫu tài liệu hướng dẫn đồ án môn học do TS. Nguyễn Nhật Quang (Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội) cung cấp.
  • Tài liệu chuyên ngành "Một số vấn đề quản lí thư viện hiện đại" do Thư viện Quốc gia Việt Nam công bố.

3. Phân công nhiệm vụ nhóm nghiên cứu

STT	Thành viên thực hiện	Mã sinh viên	Nhiệm vụ đảm nhiệm chính
1	Nguyễn Đức Tuân	20180192	Phân tích nhóm ca sử dụng Mượn trả sách; Vẽ biểu đồ hoạt động; Thiết kế chi tiết lớp
2	Vũ Ngọc Lâm	20183938	Phân tích nhóm ca sử dụng Quản lý sách; Thiết kế chi tiết lớp
3	Vũ Trọng Đức	20183894	Phân tích nhóm ca sử dụng Thống kê; Thiết kế cơ sở dữ liệu; Thiết kế giao diện
4	Mai Quốc Việt	20184017	Phân tích nhóm ca sử dụng Quản lý độc giả; Thiết kế chi tiết lớp; Thiết kế giao diện
5	Hoàng Văn Bút	20183868	Phân tích nhóm ca sử dụng Quản trị viên; Thiết kế cơ sở dữ liệu; Thiết kế giao diện

---

Nội dung chính theo từng chương

Báo cáo nghiên cứu được bố cục thành 3 chương chính, phản ánh đầy đủ tiến trình từ khảo sát yêu cầu đến hoàn thiện bản thiết kế chi tiết của hệ thống.

Hệ thống Quản lý Thư viện (OOAD)

Chương 1. Giới thiệu đề tài

Chương này thiết lập nền tảng cho toàn bộ báo cáo, phân tích tính cấp thiết của việc hiện đại hóa công tác thư viện truyền thống bằng phần mềm chuyên dụng. Tài liệu xác định rõ 3 mục tiêu cốt lõi, giới hạn phạm vi nghiệp vụ và hệ thống hóa các thuật ngữ, từ viết tắt quy ước trong văn bản (như CSDL: Cơ sở dữ liệu; TT: Thủ thư).

Chương 2. Phân tích yêu cầu phần mềm

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình nghiệp vụ hiện tại, các quy tắc nghiệp vụ ràng buộc, hệ thống tác nhân và bảng đặc tả chi tiết 29 ca sử dụng của hệ thống.

1. Quy tắc nghiệp vụ bắt buộc

• Quy tắc mượn và gia hạn:
  • Mỗi độc giả chỉ được mượn tối đa 03 cuốn sách hoặc tài liệu trong một lần mượn.
  • Đối với mỗi cuốn sách đang mượn, độc giả chỉ được phép gia hạn tối đa 02 lần; mỗi lần gia hạn có thời gian tối đa là 01 tuần.
• Quy tắc ghi nhận vi phạm:
  • Ghi nhận độc giả làm hư hỏng hoặc không bảo đảm tính toàn vẹn của sách mượn.
  • Ghi nhận độc giả không trả sách đúng kỳ hạn đã cam kết.
  • Ghi nhận hành vi khai báo gian dối thông tin cá nhân khi làm thủ tục cấp thẻ độc giả.

2. Phân loại tác nhân hệ thống

Hệ thống xác định 3 tác nhân tương tác trực tiếp:

• Khách (Guest): Người dùng chưa đăng nhập, chỉ có quyền tìm kiếm và xem thông tin chi tiết của sách/tài liệu.
• Thủ thư (Librarian): Người dùng tác nghiệp, sau khi đăng nhập có quyền quản lý danh mục sách, quản lý độc giả, lập/xử lý phiếu mượn trả, xử lý vi phạm, theo dõi thống kê và cập nhật thông tin cá nhân.
• Quản trị viên (Administrator): Người quản lý cấp cao, thực hiện quản trị tài khoản của các thủ thư trong hệ thống (tạo mới, tìm kiếm, khóa và mở khóa tài khoản).

3. Bảng tổng hợp danh mục ca sử dụng (Use Cases)

Phân hệ nghiệp vụ	Mã Use Case	Tên Use Case	Tác nhân kích hoạt	Mục đích ca sử dụng
Quản lý sách	UC001	Thêm sách	Thủ thư	Nhập thông tin sách mới vào hệ thống
	UC002 / UC027	Tìm kiếm sách	Khách / Thủ thư	Tra cứu sách theo tên, tác giả, lĩnh vực
	UC003 / UC028	Xem chi tiết sách	Khách / Thủ thư	Hiển thị thông tin xuất bản và tình trạng
	UC004	Xóa sách	Thủ thư	Xóa sách (khi không trong trạng thái mượn)
	UC005	Sửa thông tin sách	Thủ thư	Cập nhật thông tin chi tiết của đầu sách
Quản lý mượn - trả	UC006	Lập phiếu mượn	Thủ thư	Lưu thông tin mượn tài liệu của độc giả
	UC007	Gia hạn phiếu mượn	Thủ thư	Kéo dài thời hạn mượn theo quy định
	UC008	Xử lý trả sách	Thủ thư	Xác nhận hoàn trả tài liệu vào kho
	UC009	Xử lý vi phạm	Thủ thư	Lập biên bản xử phạt khi mất/hỏng sách
Quản lý độc giả	UC010	Tìm kiếm độc giả	Thủ thư	Tìm hồ sơ độc giả theo họ và tên
	UC011	Xem thông tin độc giả	Thủ thư	Kiểm tra thông tin cá nhân và lịch sử mượn
	UC012	Thêm độc giả	Thủ thư	Đăng ký cấp thẻ độc giả mới
	UC013	Xóa độc giả	Thủ thư	Xóa hồ sơ (khi không còn mượn sách)
	UC014	Sửa thông tin độc giả	Thủ thư	Cập nhật số điện thoại, địa chỉ độc giả
Thống kê - Báo cáo	UC015	Thống kê độc giả vi phạm	Thủ thư	Theo dõi danh sách và số lượng vi phạm
	UC016	Thống kê sách mượn quá hạn	Thủ thư	Lọc danh mục tài liệu chưa trả quá hạn
	UC017	Thống kê lượt mượn sách	Thủ thư	Tổng hợp số lượt mượn trong thời gian 1 tháng
	UC018	Xuất báo cáo	Thủ thư	Xuất file dữ liệu báo cáo ra máy tính
Quản trị tài khoản	UC019	Xem danh sách thủ thư	Admin	Xem toàn bộ tài khoản thủ thư
	UC020	Tìm kiếm tài khoản	Admin	Tra cứu tài khoản thủ thư theo tên
	UC021	Xem chi tiết	Admin	Xem thông tin chi tiết tài khoản
	UC022	Khóa tài khoản	Admin	Vô hiệu hóa tài khoản thủ thư
	UC023	Mở khóa tài khoản	Admin	Kích hoạt lại tài khoản đã bị khóa
	UC024	Tạo tài khoản mới	Admin	Cấp tài khoản làm việc mới cho thủ thư
Hệ thống chung	UC025	Đăng nhập	Khách / Thủ thư / Admin	Xác thực quyền truy cập vào hệ thống
	UC026	Đăng xuất	Thủ thư / Admin	Thoát phiên làm việc hiện tại
	UC029	Cập nhật thông tin cá nhân	Thủ thư	Tự thay đổi email, mật khẩu, SĐT

4. Yêu cầu phi chức năng

• Bảo mật: Kiểm soát phân quyền truy cập chặt chẽ theo vai trò định danh của từng tài khoản.
• Hiệu năng: Thời gian phản hồi xử lý của hệ thống đảm bảo không vượt quá 6 giây cho một tác vụ.
• Giao diện: Phát triển dưới dạng ứng dụng máy tính (Desktop Application), ngôn ngữ hiển thị là tiếng Việt, định dạng ngày tháng quy chuẩn dd/mm/yyyy.

---

Chương 3. Thiết kế hệ thống

Chương 3 trình bày toàn bộ các giải pháp kỹ thuật, mô hình cấu trúc, mô hình hành vi, kiến trúc phần mềm và thiết kế dữ liệu chi tiết nhằm hiện thực hóa các yêu cầu đã phân tích.

---

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo hướng mô đun hóa cao độ, đảm bảo tính mở rộng và khả năng bảo trì thông qua mô hình phân lớp rõ ràng.

1. Kiến trúc hệ thống tổng thể (Mô hình MVC)

• Gói Model (model): Chứa toàn bộ các lớp thực thể phản ánh đối tượng thực tế trong hệ thống như DocGia, PhieuMuon, Sach, ThuThu, TaiKhoan, BienBanViPham. Chịu trách nhiệm lưu trữ trạng thái và cấu trúc dữ liệu.
• Gói Control (control): Đảm nhiệm việc xử lý toàn bộ logic nghiệp vụ, tiếp nhận yêu cầu từ tầng giao diện, thực thi các thuật toán kiểm tra ràng buộc quy tắc (kiểm tra hạn mượn, kiểm tra trùng lặp mã sách, tính toán tiền phạt) và tương tác với tầng lưu trữ dữ liệu.
• Gói View (view): Tập hợp các thành phần giao diện đồ họa desktop (màn hình form, bảng dữ liệu, cửa sổ thông báo pop-up), chịu trách nhiệm nhận sự kiện thao tác từ người dùng và trình bày dữ liệu kết quả.

2. Thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ

Cấu trúc cơ sở dữ liệu được thiết kế chi tiết với hệ thống bảng quan hệ chặt chẽ nhằm duy trì tính toàn vẹn dữ liệu:

[tai_khoan] <1---1> [thu_thu]
                        |
                        +---<1---n> [phieu_muon] <1---n> [muon_sach]
                                         |                      |
[doc_gia] <1---n>-----------------------+                      |
   |                                                            |
   +---<1---n> [bien_ban_vi_pham]                               |
                                                                |
[sach] <1---n>--------------------------------------------------+

• Bảng doc_gia: Lưu trữ hồ sơ độc giả gồm mã độc giả, họ tên, ngày sinh, địa chỉ, số CCCD/CMT (quy chuẩn 9 hoặc 12 số), số điện thoại (10 chữ số).
• Bảng tai_khoan & thu_thu: Lưu trữ thông tin đăng nhập (username, password), quyền hạn và thông tin cá nhân của nhân sự thủ thư.
• Bảng phieu_muon & muon_sach: Quản lý thông tin giao dịch mượn tài liệu, thời điểm mượn, hạn trả, số lần đã gia hạn và liên kết giữa từng bản sao sách với phiếu mượn cụ thể.
• Bảng bien_ban_vi_pham: Ghi nhận mã sách vi phạm, tình trạng hư hỏng (mất trang, rách bìa, mất sách), nội dung ghi chú và số tiền phạt tương ứng.

3. Thiết kế nguyên mẫu giao diện (UI Prototype)

Hệ thống xây dựng đầy đủ các màn hình giao diện máy tính dành cho từng nhóm chức năng:

• Màn hình đăng nhập hệ thống và phân hướng quyền hạn người dùng.
• Giao diện làm việc trung tâm của Thủ thư sau đăng nhập.
• Phân hệ quản lý sách: Màn hình danh sách, màn hình xem chi tiết sách, form thêm mới và sửa thông tin sách.
• Phân hệ quản lý mượn - trả: Giao diện tạo phiếu mượn mới, giao diện tiếp nhận và xử lý trả sách kèm chức năng lập biên bản vi phạm.
• Phân hệ thống kê - báo cáo: Giao diện thống kê độc giả vi phạm, thống kê sách quá hạn, thống kê lượt mượn hàng tháng và màn hình tải bản mẫu file báo cáo.
• Phân hệ quản trị viên: Giao diện quản lý danh sách thủ thư, màn hình xem chi tiết tài khoản và thao tác kích hoạt/khóa tài khoản.

---

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả chính đạt được

• Xây dựng hoàn chỉnh tài liệu phân tích và thiết kế hệ thống thông tin quản lý thư viện với đầy đủ 29 ca sử dụng bao quát mọi nghiệp vụ thư viện cơ bản.
• Chuẩn hóa các quy trình tác nghiệp nội bộ: Tiếp nhận độc giả, kiểm soát tối đa 3 tài liệu/lượt mượn, giới hạn 2 lần gia hạn (tối đa 1 tuần/lần), xử lý bồi hoàn mất/hỏng sách.
• Hoàn thiện mô hình kiến trúc phần mềm 3 gói (Model - Control - View) và sơ đồ quan hệ cơ sở dữ liệu gồm 6 bảng thực thể chính (doc_gia, phieu_muon, bien_ban_vi_pham, tai_khoan, thu_thu, muon_sach).
• Đảm bảo các chỉ số kỹ thuật phi chức năng: Độ trễ phản hồi hệ thống $\le 6$ giây, đồng bộ định dạng dữ liệu ngày tháng dd/mm/yyyy trên toàn hệ thống.

2. Đóng góp của đề tài

• Cung cấp một bộ tài liệu mẫu về phân tích thiết kế hướng đối tượng hoàn chỉnh cho bài toán quản lý thư viện trong môi trường giáo dục đại học.
• Đề xuất giải pháp phân quyền rành mạch giữa 3 tác nhân (Khách, Thủ thư, Quản trị viên), giúp loại bỏ nguy cơ can thiệp trái phép vào dữ liệu hệ thống.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Hệ thống tập trung chủ yếu vào giai đoạn phân tích yêu cầu và thiết kế mô hình cấu trúc trên nền tảng ứng dụng máy tính (Desktop App), chưa đi sâu vào triển khai mã nguồn thực tế và kiểm thử hiệu năng trên môi trường mạng phân tán.
• Hướng phát triển tiếp:
  • Mở rộng kiến trúc sang nền tảng ứng dụng Web và ứng dụng Di động (Mobile App) nhằm tăng tính tiện lợi cho độc giả tra cứu trực tuyến từ xa.
  • Tích hợp thêm các công nghệ nhận dạng tự động như mã vạch (Barcode) hoặc thẻ RFID để tự động hóa khâu mượn/trả tài liệu tại quầy.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên ngành Công nghệ Thông tin, Kỹ thuật Phần mềm và Hệ thống Thông tin: Tham khảo phương pháp xây dựng báo cáo phân tích thiết kế hệ thống thông tin hướng đối tượng (OOAD) chuẩn mực.
• Người học đang thực hiện đồ án môn học: Có thể tái sử dụng cấu trúc đặc tả 29 ca sử dụng, bảng phân rã use case chi tiết và thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ cho các đề tài quản lý tương tự (như quản lý kho, quản lý thiết bị trường học).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Quy định về số lượng sách mượn và số lần gia hạn trong hệ thống là gì?

Theo quy tắc nghiệp vụ của hệ thống, mỗi độc giả chỉ được mượn tối đa 03 cuốn sách/tài liệu trong một lần mượn. Đối với cùng một cuốn sách đang mượn, độc giả được phép gia hạn tối đa 02 lần, với thời gian mỗi lần gia hạn không quá 01 tuần.

2. Tác nhân "Khách" trong hệ thống có thể thực hiện những chức năng nào?

Tác nhân "Khách" (người dùng chưa đăng nhập) chỉ được phép sử dụng hai chức năng là Tìm kiếm sách (UC002 / UC027) và Xem thông tin chi tiết của sách (UC003 / UC028). Muốn sử dụng các chức năng tác nghiệp khác, người dùng bắt buộc phải đăng nhập với tài khoản có vai trò tương ứng.

3. Khi độc giả làm mất hoặc hư hỏng sách, hệ thống xử lý qua ca sử dụng nào?

Hệ thống sử dụng ca sử dụng UC009 "Xử lý vi phạm". Thủ thư sẽ nhập thông tin mã sách, ghi nhận tình trạng thực tế (ví dụ: thiếu trang, rách bìa, mất sách), nhập số tiền phạt tương ứng và lưu biên bản vào bảng dữ liệu bien_ban_vi_pham.

4. Hệ thống đặt ra các yêu cầu phi chức năng cụ thể nào về hiệu năng và định dạng dữ liệu?

Hệ thống quy định thời gian phản hồi cho các tác vụ tối đa là 6 giây. Về giao diện, hệ thống sử dụng ngôn ngữ tiếng Việt, phát triển trên nền Desktop App và quy chuẩn định dạng ngày tháng duy nhất là dd/mm/yyyy.

5. Kiến trúc tổng thể của hệ thống được chia thành các gói (package) nào?

Kiến trúc hệ thống được tổ chức theo mô hình MVC gồm 3 gói chính: Gói Model (chứa các lớp thực thể lưu trữ dữ liệu), Gói Control (chứa các lớp điều khiển xử lý logic nghiệp vụ) và Gói View (chứa các thành phần giao diện tương tác với người dùng).

---

Kết luận

Báo cáo bài tập lớn môn Phân tích thiết kế hệ thống thông tin của nhóm sinh viên Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã hoàn thành việc xây dựng thiết kế hệ thống quản lý thư viện theo phương pháp hướng đối tượng một cách bài bản và có hệ thống. Đề tài đã giải quyết trọn vẹn các bài toán nghiệp vụ từ quản lý sách, độc giả, quy trình mượn trả đến phân hệ báo cáo thống kê thông qua 29 ca sử dụng và mô hình cơ sở dữ liệu chặt chẽ. Đây là tài liệu thiết kế hoàn chỉnh, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu học thuật và tạo tiền đề vững chắc cho việc lập trình cài đặt hệ thống phần mềm thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Giới thiệu đề tài nhằm mục đích cung cấp cho người đọc cái nhìn tổng quát về hệ thống Quản li thư viện, cũng như về các tài liệu phân tích chi tiết hơn ở phần sau - Chương 2: Phân tích yêu cầu phần mềm trình bày sơ đồ hoạt động, use case tổng quan và các use case cụ thể của hệ thống, đặc tả chức năng và các ràng buộc với chức năng đó của hệ thống. - Chương 3: Thiết kế hệ thống trình bày cấu trúc, kiến trúc tổng thể của hệ thống qua thao tác mô hình hóa, sau đó đi vào các thiết kế chi tiết lớp cũng như giao diện 8 CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH YÊU CẦU PHẦN MỀM 2. Yêu cầu tổng quan về nghiệp vụ 2.

Phân tích nghiệp vụ Để có thể thiết kế được một hệ thống quản lý thư viện, trước tiên chúng ta cần hiểu được các luồng sự kiện có thể diễn ra trên hệ thống Sau đây là quy trình nghiệp vụ của thủ thư: Khi có người mượn sách: Khi có người trả sách: 9 Khi có người làm thẻ độc giả: 10 2. Quy tắc nghiệp vụ Đối với việc mượn, trả sách: - Độc giả chỉ được mượn tối đa 3 cuốn sách hoặc tài liệu mỗi lần mượn - Đối với cùng 1 cuốn sách mượn, độc giả chỉ được gia hạn trả sách tối đa 2 lần, mỗi lần được phép gia hạn tối đa 1 tuần Đối với các lỗi vi phạm: Độc giả vi phạm các lỗi sau sẽ được ghi nhận vào hệ thống độc giả vi phạm của hệ thống - Làm hư, hỏng, không giữ được tính toàn vẹn của sách mượn - Không trả sách theo đúng kỳ hạn - Khai báo gian dối các thông tin khi làm thẻ độc giả 11 2. Các tác nhân của hệ thống Hệ thống gồm 3 tác nhân: Khách, Thủ thư và Quản trị viên - Khách: là người dùng thường, chưa đăng nhập vào hệ thống. Họ chỉ có thể sử dụng chức năng tìm kiếm, xem chi tiết sách và tài liệu của hệ thống.

Sau khi đăng nhập mới có thể sử dụng các chức năng khác tương ứng với loại tài khoản của họ. - Quản trị viên: là quản trị viên của thư viện. Sau khi đã đăng nhập tài khoản vai trò Quản trị viên, họ có thể sử dụng chức năng quản lí các tài khoản có vai trò thủ thư - Thủ thư: là thủ thư của thư viện. Sau khi đăng nhập tài khoản với vai trò thủ thư, họ có thể sử dụng các chức năng quản lí như quản lí sách, quản lí việc mượn, trả sách, quản lí độc giả, thống kê số liệu, cập nhật thông tin cá nhân để quản lí hoạt động của thư viện.

Phân tích yêu cầu chức năng 2. Biểu đồ use case tổng quan của hệ thống 2. Phân rã use case “Quản lý sách” 13 2. Phân rã use case “Quản lý mượn, trả sách” 2.

Phân rã use case “Quản lý độc giả” 14 2. Phân rã use case “Thống kê” 2. Phân rã use case “Quản lý tài khoản thủ thư” 2. Đặc tả use case 2.

Nhóm use case “Quản lý sách” UC001 “Thêm sách” Mã Use case UC001 Tên Use case Thêm sách Tác nhân Thủ thư Mục đích ca sử Thủ thư sử dụng use case thêm sách vào hệ thống dụng 15 Sự kiện kích Thủ thư chọn chức năng thêm sách hoạt Tiền điều kiện không có Luồng sự kiện chính ST Thực hiện Hành động (Thành công) T bởi 1. Thủ thư Chọn chức năng thêm sách 2. Hệ thống HIển thị form điền thông tin sách 3. Thủ thư Nhập thông tin về sách 4.

Hệ thống Kiểm tra các trường thông tin đã được nhập đầy đủ chưa 5. Hệ thống Kiểm tra mã sách có bị trùng lặp 6.