Thiết kế và xây dựng website quản lý thư viện số

Khóa luận tốt nghiệp: Thiết kế và xây dựng website quản lý thư viện số - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

• Tác giả: Huỳnh Thanh Quy
• Người hướng dẫn: TS. Lê Vĩnh Thịnh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm
• Đề tài: Thiết kế và xây dựng website quản lý thư viện số
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong kỷ nguyên số hóa và sự phát triển của công nghệ thông tin, nhu cầu lưu trữ, tra cứu và khai thác tài nguyên học thuật trực tuyến ngày càng gia tăng. Việc số hóa tài liệu thư viện giúp tối ưu hóa không gian lưu trữ vật lý, tạo điều kiện thuận lợi cho độc giả tiếp cận nguồn học liệu mọi lúc, mọi nơi, đồng thời tự động hóa các quy trình mượn trả và bảo quản vốn tài liệu truyền thống. Xuất phát từ bối cảnh thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Công nghệ Phần mềm tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh của nhóm sinh viên Huỳnh Thanh Quy và Bùi Trọng Trí (dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Vĩnh Thịnh) đã lựa chọn đề tài "Thiết kế và xây dựng website quản lý thư viện số".

Mục tiêu tổng quát của đề tài là xây dựng một nền tảng quản lý thư viện số hoàn chỉnh, có khả năng quản lý tập trung cả tài liệu điện tử lẫn tài liệu vật lý, đảm bảo an toàn thông tin và cung cấp giao diện tương tác thuận tiện cho người dùng. Đề tài xác định các nhiệm vụ nghiên cứu và triển khai cụ thể theo văn bản như sau:

1. Nghiên cứu lý thuyết về các công nghệ phát triển giao diện người dùng (Front-end): Next.js, TypeScript, Material UI và framework di động React Native Expo.
2. Nghiên cứu lý thuyết về công nghệ xây dựng máy chủ (Back-end) và quản trị dữ liệu: Java Spring Boot, Spring Security, cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL và dịch vụ lưu trữ đám mây Cloudinary.
3. Nghiên cứu và tích hợp các giải pháp truyền thông thời gian thực và trí tuệ nhân tạo: Socket.io, xác thực JSON Web Token (JWT), nền tảng xử lý ngôn ngữ tự nhiên Google Dialogflow và mô hình OpenAI GPT-4 phục vụ chức năng chatbot hỗ trợ.
4. Khảo sát hiện trạng thực tế từ các hệ thống thư viện trực tuyến (Sachweb, Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM - lib.hcmute.edu.vn) nhằm xác định yêu cầu chức năng và phi chức năng.
5. Phân tích, thiết kế hệ thống theo mô hình hướng đối tượng với ngôn ngữ mô hình hóa UML (Use Case, Sequence Diagram, Activity Diagram).
6. Xây dựng và triển khai hệ thống phần mềm hoàn chỉnh gồm ứng dụng web đa chức năng và ứng dụng di động Android.
7. Thực hiện cài đặt môi trường, kiểm thử chức năng và đánh giá kết quả vận hành của hệ thống.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là quy trình quản lý, số hóa tài liệu và nghiệp vụ mượn - trả tài nguyên thư viện (bao gồm sách in vật lý và tài liệu số trực tuyến). Phạm vi không gian của đề tài gắn liền với môi trường học thuật của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, đối chiếu với mô hình thực tế của thư viện trường và nền tảng sách điện tử thương mại. Phạm vi thời gian thực hiện đề tài diễn ra từ ngày 06/01/2025 đến ngày 09/06/2025 theo kế hoạch 15 tuần của khóa luận tốt nghiệp khóa 2021 – 2025.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án ứng dụng khung kiến trúc phần mềm ba tầng (Three-Tier Architecture) nhằm đảm bảo tính độc lập, khả năng mở rộng và bảo trì hệ thống:

• Tầng giao diện (Front-end): Ứng dụng Next.js kết hợp ngôn ngữ TypeScript và thư viện thành phần giao diện Material UI (MUI). Next.js hỗ trợ kết hợp linh hoạt giữa kết xuất phía máy chủ (Server-Side Rendering - SSR), tạo trang tĩnh (Static Site Generation - SSG) và kết xuất phía máy khách (Client-Side Rendering - CSR), giúp tối ưu hóa tốc độ tải trang và hỗ trợ SEO qua next/head. Đối với nền tảng di động, nhóm sử dụng React Native Expo để đóng gói ứng dụng Android nhanh chóng. Thư viện Axios được sử dụng để quản lý các yêu cầu HTTP/REST API dựa trên cơ chế Promise và Interceptor.
• Tầng xử lý nghiệp vụ (Back-end): Xây dựng trên nền tảng framework Java Spring Boot, cung cấp các chuẩn giao tiếp RESTful API. Hệ thống tích hợp Spring Security để kiểm soát quyền truy cập và xác thực token JWT. Spring Boot hỗ trợ máy chủ nhúng (Tomcat, Jetty) cùng các công cụ quản lý phụ thuộc (Maven, Gradle) và giám sát ứng dụng (Spring Boot Actuator).
• Tầng cơ sở dữ liệu (Database) và lưu trữ: Sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ MySQL tuân thủ các đặc tính ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability) nhằm duy trì tính toàn vẹn dữ liệu. Hệ thống tích hợp dịch vụ đám mây Cloudinary và thư viện Spring Cloudinary Integration để lưu trữ, nén, thay đổi kích thước và phân phối tệp hình ảnh bìa sách và tài liệu số.
• Giải pháp thời gian thực và Trí tuệ nhân tạo (AI): Ứng dụng Socket.io để xử lý thông báo thời gian thực; tích hợp nền tảng xử lý ngôn ngữ tự nhiên Google Dialogflow và OpenAI GPT-4 kết nối với webhook máy chủ phục vụ tính năng chatbot tra cứu tự động.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

• Phương pháp khảo sát hiện trạng và đối sánh: Khảo sát nền tảng đọc sách thương mại Sachweb (phân tích ưu điểm về kho sách phong phú, đọc trực tuyến không cần cài đặt, tìm kiếm phân loại) và hệ thống Thư viện số lib.hcmute.edu.vn (phân tích tra cứu OPAC, dịch vụ mượn trả giáo trình, đọc tài liệu số trực tuyến, upload tài liệu xác thực, tích hợp phần mềm kiểm tra trùng lặp Turnitin và kênh chat hỗ trợ trực tiếp).
• Phương pháp phân tích và mô hình hóa hệ thống: Phân tích nhu cầu của ba nhóm tác nhân (Độc giả, Quản lý thư viện, Quản trị viên hệ thống); thiết lập 29 ca sử dụng (Use Case), xây dựng lược đồ tuần tự (Sequence Diagram) và lược đồ hoạt động (Activity Diagram) cho từng tác vụ cốt lõi.
• Phương pháp kiểm thử phần mềm: Thiết lập kịch bản kiểm thử chức năng (Functional Testing) cho từng mô-đun nghiệp vụ từ xác thực người dùng, mượn trả đến thanh toán và thống kê.

Nguồn dữ liệu của đề tài gồm dữ liệu khảo sát nghiệp vụ thực tế tại Thư viện Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, quy cách quản lý danh mục sách từ Sachweb, cùng các tập dữ liệu tài liệu học thuật mẫu được lưu trữ trong MySQL và định dạng tệp số trên Cloudinary.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc phân tầng rõ ràng giữa máy khách, máy chủ API và cơ sở dữ liệu trung tâm:

Tầng kiến trúc	Công nghệ sử dụng	Chức năng chính
Giao diện Web	Next.js, TypeScript, Material UI, Axios	Hiển thị giao diện người dùng, đọc sách trực tuyến, quản lý kho sách, biểu đồ thống kê
Giao diện Di động	React Native Expo	Ứng dụng Android phục vụ quét mã QR nhận/trả sách, xem thông báo, duyệt yêu cầu mượn
Xử lý nghiệp vụ	Java Spring Boot, Spring Security	Cung cấp RESTful API, xác thực JWT, phân quyền tài khoản, xử lý luồng nghiệp vụ mượn trả
Giao tiếp thời gian thực & AI	Socket.io, Dialogflow, GPT-4	Gửi thông báo tức thì, xử lý hội thoại chatbot thông minh qua Webhook
Lưu trữ dữ liệu	MySQL, Cloudinary	Quản lý bảng dữ liệu quan hệ (ACID) và lưu trữ phương tiện truyền thông đa phương tiện

Hệ thống xác định ba nhóm tác nhân với phân quyền chức năng cụ thể:

1. User (Độc giả/Người dùng): Đăng ký tài khoản (kèm xác thực email token), đăng nhập hệ thống, đăng nhập qua Google OAuth, đổi/quên mật khẩu, tìm kiếm và phân loại sách, mượn sách vật lý (tạo mã QR nhận tại quầy), mượn và đọc sách điện tử trực tuyến (tài liệu public hoặc private cần duyệt), upload tài liệu cá nhân để chia sẻ, thêm/xóa tài liệu yêu thích, thanh toán tiền phạt khi làm hỏng/mất sách, tương tác với chatbot hỗ trợ.
2. Manager (Quản lý/Thủ thư): Quản lý danh mục sách (thêm, sửa, xóa, quản lý bản sao vật lý), duyệt yêu cầu mượn sách, xử lý tiếp nhận trả sách, quản lý các khoản phạt vi phạm, quản lý yêu cầu đăng tài liệu từ người dùng, gửi thông báo hệ thống.
3. Admin (Quản trị viên): Quản trị toàn diện hệ thống, phân quyền người dùng, vô hiệu hóa tài khoản vi phạm, thống kê lượng người dùng, thống kê tài liệu và lượt mượn trả theo thời gian, thêm danh mục môn học/loại sách mới.

Quy trình mượn - trả tài liệu vật lý và tài liệu số được mô hình hóa chặt chẽ:

• Đối với mượn sách vật lý: Người dùng gửi yêu cầu trên hệ thống -> hệ thống kiểm tra số lượng tồn kho và giới hạn mượn của tài khoản -> cấp mã QR -> người dùng đến thư viện quét mã tại quầy để nhân viên xác nhận và đổi trạng thái giao dịch sang "Đã nhận".
• Đối với mượn sách điện tử: Kiểm tra trạng thái tài liệu; nếu là tài liệu công khai (public), người dùng được cấp quyền đọc trực tuyến ngay; nếu là tài liệu riêng tư (private), hệ thống gửi yêu cầu đến tác giả/người đăng tải để phê duyệt trước khi cấp quyền truy cập. Giới hạn mượn sách được thiết lập tối đa 5 cuốn cho mỗi tài khoản.
• Đối với bồi thường vi phạm: Tích hợp mô-đun thanh toán khi độc giả làm mất hoặc hư hỏng tài liệu theo bảng giá quy định.

Về triển khai giao diện, hệ thống web cung cấp đầy đủ các trang chức năng: Trang chủ, Bookshelf (kệ sách), Tủ sách cá nhân, Trang đọc sách trực tuyến, Lịch sử mượn trả (phân tách giữa sách in và ebook), Trang quản trị người dùng, Trang quản lý kho sách (hỗ trợ nhập dữ liệu hàng loạt từ file Excel), Trang thống kê báo cáo biểu đồ. Ứng dụng di động Expo tập trung vào các màn hình: Trang chủ di động, Màn hình quét QR nhận/trả sách, Danh sách thông báo, Màn hình duyệt nhanh yêu cầu mượn cho quản lý và Tủ sách cá nhân của người dùng.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý thuyết

Chương này tập trung trình bày tổng quan kiến trúc hệ thống và phân tích chuyên sâu các công nghệ thành phần. Về giao diện, tác giả làm rõ bản chất của Next.js với các cơ chế rendering (SSR, SSG, CSR), khả năng tối ưu hóa công cụ tìm kiếm và cấu trúc định tuyến động (dynamic routing). Tác giả phân tích lợi ích của React Native Expo trong việc rút ngắn thời gian cấu hình môi trường di động và Material UI trong việc chuẩn hóa thiết kế theo nguyên chuẩn Google Material Design. Về tầng dịch vụ, chương 1 trình bày đặc tính của Spring Boot, tính toàn vẹn dữ liệu của hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL, cơ chế lưu trữ đám mây của Cloudinary và khả năng tích hợp webhook của Google Dialogflow trong việc xử lý ý định người dùng (intent detection).

Chương 2: Khảo sát hiện trạng và xác định yêu cầu

Chương 2 mô tả quá trình thu thập và phân tích nhu cầu thực tế của ba nhóm người dùng: độc giả, người quản lý và nhân viên thư viện. Nội dung chương trình bày kết quả khảo sát thực tế tại nền tảng thương mại Sachweb và cổng thông tin Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (lib.hcmute.edu.vn). Từ các dữ liệu khảo sát, nhóm tác giả đúc kết các yêu cầu cốt lõi cần xây dựng:

• Yêu cầu phi chức năng: Hiệu suất phản hồi nhanh trong vài giây khi xử lý đồng thời nhiều truy cập; bảo mật thông tin cá nhân và kiểm soát quyền truy cập tài liệu số; tính tương thích đa trình duyệt (Chrome, Firefox, Safari); tính sẵn sàng hoạt động 24/7.
• Yêu cầu chức năng: Quản lý tài khoản và phân quyền ba cấp độ (Quản trị viên, Thủ thư, Độc giả); quản lý kho tài liệu số và vật lý; báo cáo thống kê lượt mượn trả theo thời gian; tích hợp AI gợi ý tài liệu học tập và hỗ trợ đa ngôn ngữ.

Chương 3: Phân tích và thiết kế hệ thống

Chương 3 là phần trọng tâm của đồ án, mô hình hóa chi tiết toàn bộ hệ thống phần mềm:

• Thiết kế Use Case: Xây dựng biểu đồ ca sử dụng tổng quát và các biểu đồ chi tiết cho từng nhóm tác nhân; đặc tả chi tiết bằng bảng từ ca sử dụng UC_01 đến UC_29 (bao gồm: Đăng ký tài khoản, Đăng nhập, Đăng nhập Google, Quên mật khẩu, Đăng xuất, Đổi mật khẩu, Xem thông báo, Mượn sách vật lý, Mượn sách điện tử, Nhận sách, Trả sách, Hủy yêu cầu mượn, Thanh toán bồi thường, Thêm/Xóa yêu thích, Đọc sách, Tìm kiếm, Upload tài liệu, Thêm sách mới, Thêm khóa học, Thống kê người dùng/tài liệu/mượn trả, Gửi thông báo, Quản lý phạt, Vô hiệu hóa tài khoản, Thêm loại sách, Chat với chatbot).
• Lược đồ tuần tự và hoạt động: Trình bày chi tiết luồng xử lý dữ liệu cho các tác vụ then chốt như đăng nhập, đăng ký, lấy danh sách người dùng, thêm sách mới, upload tài liệu điện tử, xem thông tin sách, tìm kiếm tài liệu, và quy trình mượn - nhận - trả sách vật lý qua mã QR.
• Thiết kế giao diện: Trình bày cấu trúc và hình ảnh thiết kế của 25 giao diện web (từ bảng 30 đến bảng 46, hình 32 đến 54) bao gồm trang đọc sách, nhập liệu Excel, quản lý mượn trả và 4 giao diện ứng dụng di động Android (bảng 47 đến bảng 50, hình 55 đến 59).

Chương 4: Cài đặt và kiểm thử

Chương 4 mô tả các bước chuẩn bị môi trường phát triển, cài đặt các phụ thuộc cho Spring Boot, Next.js, cấu hình cơ sở dữ liệu MySQL và các khóa API dịch vụ bên ngoài (Cloudinary, Dialogflow). Tác giả tiến hành kiểm thử chức năng của hệ thống (bảng 51 ghi nhận kết quả kiểm thử), đánh giá mức độ tương thích giữa giao diện người dùng và máy chủ xử lý dữ liệu, kiểm tra tính đúng đắn của các quy trình nghiệp vụ như luồng xác thực email, luồng mượn trả và xử lý giao dịch.

Kết quả và đóng góp

Đồ án ghi nhận các kết quả thực tiễn cụ thể:

• Xây dựng hoàn chỉnh hệ thống phần mềm quản lý thư viện số bao gồm ứng dụng web đa nền tảng (Next.js) và ứng dụng di động (React Native Expo) kết nối đồng bộ với hệ thống máy chủ Java Spring Boot và cơ sở dữ liệu MySQL.
• Triển khai thành công 29 ca sử dụng nghiệp vụ hoàn chỉnh, đáp ứng đầy đủ chu trình vận hành thư viện từ tìm kiếm, đọc tài liệu số trực tuyến, mượn trả sách vật lý tại quầy bằng mã QR đến quản lý tài chính phạt vi phạm.
• Thiết lập cơ chế kiểm soát mượn sách chặt chẽ với giới hạn tối đa 5 cuốn sách cho mỗi tài khoản độc giả và phân định quyền đọc tài liệu số công khai (public) hoặc cần phê duyệt từ tác giả (private).
• Tích hợp thành công các dịch vụ hiện đại: Lưu trữ và tối ưu hóa phương tiện đa phương tiện tự động trên Cloudinary, xác thực an toàn bằng JWT và Google OAuth, tương tác thời gian thực với Socket.io, cùng trợ lý ảo thông minh kết hợp Google Dialogflow và OpenAI GPT-4 hỗ trợ giải đáp tự động cho người dùng.
• Cung cấp cho đội ngũ quản trị công cụ nhập liệu danh mục sách hàng loạt thông qua tệp tin Excel, hệ thống lọc tìm kiếm nâng cao theo môn học/loại sách, và bảng biểu thống kê hoạt động trực quan.

Về mặt đóng góp học thuật và ứng dụng, đồ án đã giải quyết được hạn chế phân mảnh của các mô hình thư viện truyền thống bằng cách kết hợp quản lý tài nguyên vật lý song song với kho tài nguyên số hóa trên cùng một nền tảng. Hệ thống tạo ra môi trường tương tác hai chiều, cho phép người dùng không chỉ khai thác tài liệu mà còn có thể chủ động đăng tải tài liệu học tập cá nhân lên hệ thống sau khi được kiểm duyệt.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Căn cứ vào nội dung được trình bày trong văn bản đồ án, các hạn chế và hướng phát triển được xác định như sau:

• Hạn chế: Hệ thống mới hoàn thành việc cài đặt và kiểm thử chức năng ở quy mô đồ án tốt nghiệp trong môi trường thử nghiệm; tính năng gợi ý tài liệu thông minh dựa trên phân tích hành vi người dùng và mô hình máy học chuyên sâu mới dừng lại ở mức định hướng và tích hợp chatbot hội thoại, chưa hoàn thiện thuật toán phân tích học tập tự động.
• Hướng phát triển trong tương lai:
  1. Tăng cường khối lượng tài liệu số hóa và mở rộng sang các định dạng video bài giảng học tập.
  2. Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và máy học (Machine Learning) để phân tích hành vi người dùng, từ đó đưa ra gợi ý tài liệu chính xác theo nhu cầu học tập của từng cá nhân.
  3. Xây dựng tính năng cộng đồng học thuật nhằm tăng cường tương tác, cho phép sinh viên và giảng viên thảo luận, chia sẻ tài liệu trực tiếp trên hệ thống.
  4. Tiếp tục tối ưu hóa hiệu năng ứng dụng trên các thiết bị di động.
  5. Hoàn thiện hệ thống quản lý tài liệu chuyên biệt, thân thiện và hiệu quả dành riêng cho giảng viên.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các đối tượng sau:

• Sinh viên ngành Công nghệ phần mềm và Công nghệ thông tin: Đặc biệt là những sinh viên đang thực hiện đồ án chuyên ngành hoặc khóa luận tốt nghiệp về xây dựng hệ thống quản lý, thương mại điện tử hoặc dịch vụ trực tuyến quy mô vừa và lớn.
• Người nghiên cứu kiến trúc Full-stack hiện đại: Cung cấp tài liệu mẫu về cách thức kết hợp giữa framework Back-end Java Spring Boot (RESTful API, Spring Security, JPA/Hibernate) với Front-end Next.js (SSR/SSG, Material UI) và ứng dụng di động React Native Expo.
• Kỹ sư phần mềm quan tâm đến quy trình phân tích thiết kế: Phần đặc tả chi tiết 29 Use Case (bao gồm điều kiện tiên quyết, hậu điều kiện, luồng cơ bản, luồng thay thế và luồng ngoại lệ) cùng hệ thống lược đồ tuần tự (Sequence Diagram) và hoạt động (Activity Diagram) trong Chương 3 là tài liệu mẫu chuẩn mực về kỹ thuật mô hình hóa phần mềm hướng đối tượng theo UML.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống thư viện số này phân quyền người dùng thành những nhóm đối tượng nào?
Hệ thống phân biệt rõ ba nhóm tác nhân với quyền hạn riêng biệt: Độc giả (User) có quyền tra cứu, mượn sách vật lý, đọc sách điện tử, tải tài liệu lên và tương tác chatbot; Thủ thư/Quản lý (Manager) có quyền quản lý kho sách, duyệt yêu cầu mượn, xác nhận trả sách, xử lý vi phạm phạt và duyệt tài liệu đăng tải; Quản trị viên (Admin) nắm toàn quyền giám sát hệ thống, quản lý tài khoản người dùng, vô hiệu hóa tài khoản và xem các báo cáo thống kê tổng thể.

2. Quy trình mượn sách điện tử trong hệ thống diễn ra như thế nào?
Khi người dùng chọn mượn sách điện tử, hệ thống kiểm tra giới hạn mượn (tối đa 5 cuốn). Nếu sách ở trạng thái công khai (public), người dùng được cấp quyền đọc trực tuyến ngay lập tức. Nếu sách ở trạng thái riêng tư (private), hệ thống sẽ gửi yêu cầu mượn đến tác giả/người đăng tải; sau khi tác giả phê duyệt, hệ thống mới thông báo thành công và mở quyền đọc cho người dùng.

3. Quy trình tiếp nhận sách vật lý tại thư viện được thực hiện bằng giải pháp kỹ thuật nào?
Khi người dùng gửi yêu cầu mượn sách vật lý thành công trên hệ thống, hệ thống sẽ cấp một mã QR đại diện cho giao dịch. Người dùng đến quầy thư viện xuất trình mã QR; nhân viên/thủ thư sử dụng thiết bị quét mã để xác thực thông tin, kiểm tra tình trạng sách và cập nhật trạng thái giao dịch trên cơ sở dữ liệu thành "Đã nhận".

4. Hệ thống tích hợp những công nghệ Trí tuệ nhân tạo (AI) nào và với mục đích gì?
Hệ thống sử dụng nền tảng xử lý ngôn ngữ tự nhiên Google Dialogflow kết hợp mô hình OpenAI GPT-4 để xây dựng chatbot hỗ trợ tự động. Nền tảng này cho phép nhận diện ý định của người dùng qua tin nhắn hội thoại, kết nối với máy chủ Back-end thông qua Webhook để truy xuất dữ liệu từ cơ sở dữ liệu và phản hồi tự động như nhân viên hỗ trợ trực tuyến.

5. Công nghệ nào được sử dụng để quản lý và tối ưu hóa các tệp phương tiện (ảnh bìa, tài liệu số)?
Hệ thống sử dụng dịch vụ lưu trữ đám mây Cloudinary kết hợp với thư viện Spring Cloudinary Integration ở tầng Back-end. Giải pháp này cho phép tải lên, lưu trữ tập trung, tự động nén, cắt xén, thay đổi kích thước và phân phối tài nguyên hình ảnh, tài liệu thông qua đường dẫn URL tối ưu mà không làm quá tải máy chủ ứng dụng cục bộ.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và xây dựng website quản lý thư viện số" của sinh viên Huỳnh Thanh Quy và Bùi Trọng Trí tại Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã giải quyết toàn diện bài toán số hóa quy trình quản lý học liệu học thuật. Nhóm tác giả đã hoàn thành việc thiết kế kiến trúc ba tầng hiện đại, kết hợp hài hòa giữa Java Spring Boot, Next.js, React Native Expo và cơ sở dữ liệu MySQL, đồng thời tích hợp thành công các tiện ích AI và đám mây tiên tiến. Toàn bộ 29 ca sử dụng nghiệp vụ được đặc tả chi tiết và kiểm thử hoàn chỉnh, tạo nên một tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo cao cho công tác nghiên cứu và phát triển phần mềm thư viện số.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.KIẾN TRÚC HỆ THỐNG Hình 1 Sơ đồ kiến trúc hệ thống Về cơ bản thì hệ thống sẽ gồm 3 tầng lần lượt là: ● Tầng giao diện (Front - end): Sử dụng NextJs [1], [2] để thiết kế và xây dựng giao diện người dùng web và React Native Expo dùng để xây dựng app cho người dùng điện thoại. ● Tầng xử lý nghiệp vụ (Back - end): Sử dụng Spring boot để xây dựng các RESTful và Spring security để đảm bảo bảo mật cho các api. ● Tầng cơ sở dữ liệu (Database): Sử dụng MySQL để lưu trữ dữ liệu và cloudinary để lưu trữ ảnh. Bên cạnh đó, trong dự án này nhóm có sử dụng một số thư viện, công cụ, framework khác để làm thêm một số chức năng như socket.io [6], material UI, dialogflow… 3 1.

CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG CHO FRONT-END 1. Next Js ● Khái niệm về Next.js là một framework phát triển web dựa trên React, được xây dựng và phát triển bởi Vercel. Điểm nổi bật của Next JS là ở khả năng kết hợp giữa các phương thức hiển thị như Server-Side Rendering (SSR), Static Site Generation (SSG) và Client-Side Rendering (CSR). Nó giúp tạo các ứng dụng web hiệu quả, tối ưu SEO và dễ dàng mở rộng, phù hợp cho cả các trang web tĩnh và web động.

● Tính năng của Next.js Giống như React, Next.js cũng sử dụng kiến trúc thành phần (component-based). Các thành phần trong Next.js có thể chứa logic, trạng thái (state) và thuộc tính (props), giúp xây dựng giao diện người dùng dễ dàng và có thể tái sử dụng.js hỗ trợ JSX (JavaScript XML), cho phép ta viết code gần giống với HTML trong các tệp JavaScript. JSX giúp các thành phần trở nên dễ đọc và bảo trì hơn.js cho phép rendering các trang web ngay trên server, giúp giảm thời gian tải trang và cải thiện SEO. Các trang có thể được tạo tĩnh (SSG) hoặc được render trực tiếp từ server (SSR) tùy thuộc vào nhu cầu của ứng dụng.js hỗ trợ routing động [2] (dynamic routing), giúp xây dựng các ứng dụng có đường dẫn linh hoạt và dễ dàng.

Ngoài ra, Next.js còn cung cấp API routes cho phép tạo các API trực tiếp trong ứng dụng mà không cần thiết lập một backend riêng biệt.js tự động tối ưu hóa mã nguồn và tài nguyên của ứng dụng, giúp tăng hiệu suất và giảm thời gian tải trang mà không cần cấu hình phức tạp. Các lợi ích khi sử dụng Next.js cung cấp khả năng render phía server, giúp ứng dụng tải nhanh hơn và cải thiện hiệu suất tổng thể. Khi sử dụng SSR và SSG, Next.js cho phép người dùng nhận được nội dung trang ngay lập tức mà không phải chờ đợi quá trình render phía client. 4 ● Khi render trang web phía server, Next.js cải thiện khả năng tương thích với SEO so với các ứng dụng client-side truyền thống.

Các công cụ như next/head giúp tùy chỉnh phần tử meta và title cho từng trang, giúp tối ưu hóa trang cho công cụ tìm kiếm.js sử dụng các thành phần React có thể tái sử dụng, giảm bớt thời gian, công sức khi phát triển và bảo trì code. Các thành phần có thể được chia sẻ và tái sử dụng giữa các trang giúp tăng tính linh hoạt và khả năng mở rộng của dự án.js tích hợp dễ dàng với các thư viện quản lý trạng thái như Redux, Context API, hoặc các thư viện khác, giúp quản lý trạng thái ứng dụng một cách mượt mà. ● Vậy nên với Next.js, ta có thể tận dụng các tính năng mạnh mẽ của React cùng với những cải tiến cho hiệu suất, khả năng tối ưu SEO và khả năng quản lý các ứng dụng web động, giúp tạo ra các ứng dụng web mạnh mẽ và hiệu quả. React Native Expo Khái niệm về Expo React Native Expo là một mã nguồn mở và miễn phí được phát triển dựa trên React Native , nó cho phép ta xây dựng một ứng dụng một cách nhanh chóng và đơn giản mà không cần đi sâu vào các cơ sở hạ tầng cơ bản của hệ điều hành Android, IOS.

Các lợi ích khi sử dụng Expo. Tập trung vào tính dễ sử dụng, thích hợp cho ta khi muốn phát triển các ứng dụng không yêu cầu các tích hợp gốc của điện thoại một cách nhanh chóng Tăng tốc phát triển bằng cách cung cấp một số các API được xâu dựng sẵn đơn giản hóa các tác vụ thông thường, đỡ tốn thời gian trong việc cấu hình môi trường. Quản lý các phụ thuộc và cập nhật nội bộ. Với Expo, bạn thường không cần phải lo lắng về khả năng tương thích của các thư viện khác nhau, điều này có thể là con dao hai lưỡi khi bạn cần một tính năng cụ thể nằm ngoài phạm vi của Expo.

Material UI Khái niệm về Material UI ● Material UI [3] là một thư viện mã nguồn mở được xây dựng theo Material Design của Google. Thư viện này toàn diện và có thể sử dụng ngay lập tức trong môi trường sản xuất. ● Material UI bao gồm một bộ sư tập phong phú các thành phần được xây dựng sẵn và sẵn sàng sử dụng trong sản phẩm thực tế mà không cần cấu hình phức tạp. Ngoài ra, nó còn cung cấp một bộ công cụ tùy chỉnh mạnh mẽ, giúp dễ dàng triển khai hệ thống thiết kế riêng dự trên các thành phần sẵn có.

Các lợi ích khi sử dụng Material UI ● Triển khai nhanh hơn: Hơn 2.500 người đóng góp mã nguồn mở đã dành vô số giờ để phát triển các thành phần này. Khi sử dụng chỉ cần tập trung vào logic cốt lõi thay vì phải phát minh lại những điều cơ bản. ● Tính thẩm mỹ sẵn có và tùy chỉnh linh hoạt: Meterial UI đã được triển khai một cách tỉ mỉ, đảm bảo rằng mỗi thành phần đều đạt được tiêu chuẩn cao nhất về hình thức và chức năng, nhưng cũng có thể điều chỉnh thông số kỹ thuật khi cần thiết để tạo ra tính linh hoạt cho các thành phần. Các công nghiệ khác Thư viện Axios Axios [4] là thư viện giúp client tương tác với server thông qua giao thức HTTP dựa trên các Promises.

Ưu điểm chính của Axios so với XMLHttpRequest truyền thống là giúp cho code gọn gàng và dễ đọc hơn. Ngoài việc cung cấp các phương thức như GET, POST, PUT,. thì Axios còn cung cấp thêm rất nhiều tính năng bổ sung khác như hỗ trợ promise, interceptors, tự động chuyển đổi dữ liệu,… 1. CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG CHO BACK-END 1.

Spring Boot Khái niệm về Spring Boot Spring Boot là một framework Java được thiết kế để giúp phát triển các ứng dụng và dịch vụ web nhanh chóng và dễ dàng. Nó cung cấp các cấu hình mặc định cho 6 các thư viện và bộ công cụ hỗ trợ xây dựng, triển khai và quản lý các ứng dụng dựa trên Spring. Mục tiêu của Spring Boot là đơn giản hóa quá trình phát triển ứng dụng Spring thông qua việc tự động hóa cấu hình, giúp các nhà phát triển tập trung vào việc xây dựng các tính năng chính của ứng dụng thay vì phải lo lắng về các cấu hình phức tạp. Các lợi ích khi sử dụng Spring Boot Spring Boot giúp tối ưu hóa quá trình phát triển bằng cách cung cấp các cấu hình mặc định thông minh và tự động, giúp giảm thiểu việc cấu hình thủ công.

Điều này giúp các nhà phát triển tiết kiệm thời gian và công sức trong việc thiết lập ứng dụng. Spring Boot dễ dàng tích hợp với nhiều công nghệ và thư viện trong hệ sinh thái Spring Framework, giúp việc tích hợp các module và dịch vụ trở nên đơn giản mà không cần lo ngại về cấu hình phức tạp. Một trong những tính năng nổi bật của Spring Boot là hỗ trợ các máy chủ nhúng như Tomcat, Jetty hoặc Undertow. Điều này giúp việc triển khai ứng dụng trở nên thuận tiện hơn mà không cần cài đặt và cấu hình các máy chủ riêng biệt.

Cơ chế tự động cấu hình thông minh của Spring Boot cho phép ứng dụng tự động cấu hình dựa trên các thư viện và module được sử dụng, tiết kiệm thời gian cấu hình thủ công. Spring Boot cũng cung cấp các công cụ quản lý phụ thuộc mạnh mẽ như Maven và Gradle, giúp quản lý và cập nhật các phụ thuộc của ứng dụng một cách hiệu quả. Cuối cùng, Spring Boot đi kèm với các công cụ giám sát và quản lý như Spring Boot Actuator, giúp việc theo dõi và quản lý các ứng dụng trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn. MySQL Khái niệm MySQL MySQL là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu (RDBMS) mã nguồn mở, hoạt động theo mô hình client-server.

Được phát triển bởi Oracle Corporation, 7 MySQL được phát hành miễn phí cho cộng đồng người dùng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng. Những tính năng của MySQL MySQL hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau như C, C++, Python, Perl, Java và PHP, giúp các nhà phát triển có thể xây dựng ứng dụng trên nhiều nền tảng khác nhau. Với tính năng ACID (Atomicity, Consistency, Isolation, Durability), MySQL đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trong suốt quá trình thao tác, giúp các thao tác trên cơ sở dữ liệu được thực hiện một cách an toàn và đồng thời. MySQL cung cấp các công cụ sao lưu và phục hồi dữ liệu, cho phép người quản trị dễ dàng bảo vệ dữ liệu của mình trong trường hợp có sự cố, đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn của dữ liệu.

Bên cạnh đó, MySQL có khả năng tối ưu hóa hiệu suất tốt, giúp xử lý dữ liệu một cách nhanh chóng và hiệu quả. Các công cụ tối ưu hóa hiệu suất của MySQL giúp nhà phát triển tăng tốc độ truy vấn và xử lý dữ liệu. Dialog Flow Khái niệm Dialog Flow Dialog flow là nền tảng xử lý ngôn ngữ tự nhiên được xây dựng bởi Google. Nó cho phép ta tạo các cuộc hội thoại tự nhiên giữa người dùng với website hoặc app.

Dialog flow hỗ trợ nhiều ngôn ngữ và có thể tích hợp với nhiều nền tảng như messenger, google assistant, … Ngoài ra ta có thể cấu hình thêm để nó có thể truy vấn dữ liệu từ bên thứ ba là cơ sở dữ liệu và trở thành một trợ lý có thể giao tiếp và hỗ trợ như một nhân viên trực web thực thụ. Ưu điểm Sử dụng các mô hình Machine Learning tân tiến được phát triển bởi google. Dialog flow có khả năng hiểu và phân tích các tin nhắn của người dùng, qua đó nhận diện được ý định hoặc mục tiêu người dùng mong muốn để có thể trả lời một cách chuẩn xác nhất. 8 Dialog flow cho phép kết nối với server backend thông qua webhoook để thực hiện các tác vụ nâng cao như truy xuất, xử lý dữ liệu, gọi API, … 1.