Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghệ thông tin và mạng Internet phát triển mạnh mẽ, các ứng dụng web đã trở thành phương tiện kết nối thông tin và cung cấp tiện ích cho nhiều lĩnh vực. Đối với các đơn vị giáo dục và tổ chức văn hóa, thư viện không chỉ đơn thuần là nơi lưu trữ sách vở và tài liệu truyền thống mà còn là trung tâm tri thức phục vụ cộng đồng người học. Việc quản lý thư viện theo phương thức thủ công bộc lộ nhiều điểm hạn chế về thời gian tra cứu, theo dõi tài liệu và kiểm soát lưu thông sách. Xuất phát từ thực tế đó, nhóm sinh viên thuộc Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh đã thực hiện đề tài báo cáo học phần Phát triển ứng dụng Web (mã học phần: COMP130301) với tiêu đề: "Thiết Kế Website Quản Lý Thư Viện" dưới sự hướng dẫn của Thầy Trần Thanh Nhã vào tháng 08 năm 2023.

Mục tiêu nghiên cứu và phát triển của đề tài tập trung vào việc:

  1. Tối ưu hóa công tác quản lý và khai thác tài liệu trong thư viện, chuyển đổi từ mô hình quản lý thủ công sang nền tảng số hóa trên môi trường web.
  2. Xây dựng các công cụ hỗ trợ quy trình mượn/trả sách, kiểm soát tình trạng tài liệu và theo dõi bạn đọc.
  3. Cung cấp các chức năng tra cứu trực tuyến, đặt mượn sách từ xa và gửi thông tin phản hồi nhằm giảm thiểu thời gian tác nghiệp cho độc giả lẫn nhân viên thư viện.
  4. Thiết lập công cụ thống kê, phân tích dữ liệu mượn trả và tạo báo cáo định kỳ cho ban quản trị.

Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình quản lý thư viện truyền thống và mô hình chuyển đổi số quy trình quản lý mượn/trả, phân loại tài liệu giáo dục.
  • Phạm vi kỹ thuật và môi trường: Hệ thống được phát triển cục bộ và triển khai thử nghiệm trên môi trường máy chủ cục bộ thông qua gói phần mềm XAMPP, sử dụng công cụ soạn thảo Visual Studio Code, hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL và các ngôn ngữ lập trình HTML, CSS, JavaScript, PHP.
  • Phân công nhiệm vụ thực hiện đề tài (Nhóm M2103):
STT Họ và tên sinh viên Mã số sinh viên (MSSV) Nhiệm vụ chính được phân công Mức độ hoàn thành
1 Nguyễn Hoàng Minh 46.101 Soạn thảo nội dung báo cáo Word, hỗ trợ lập trình (Code phụ) 98%
2 Lê Bảo Lộc 46.097 Định dạng Word, thuyết trình đề tài, xây dựng các sơ đồ nghiệp vụ 99%
3 Trương Thế Nhật 46.129 Lập trình chính (Code), thiết kế giao diện (Design), quay video demo 99%
4 Phan Bảo Ân 46.004 Thiết kế slide báo cáo (PPT), xây dựng cơ sở dữ liệu (Database) 97%

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài vận dụng phương pháp phân tích và thiết kế hệ thống theo hướng đối tượng có cấu trúc. Quy trình thực hiện được nhóm tác giả triển khai thông qua các giai đoạn: khảo sát hiện trạng quản lý thủ công, phân tích yêu cầu người dùng, thiết kế mô hình dữ liệu - ca sử dụng, hiện thực hóa mã nguồn và kiểm thử chất lượng các phân hệ chức năng. Các hoạt động này được bố trí thực hiện nối tiếp và song song trong suốt học phần.

Về nền tảng lý thuyết và công nghệ xây dựng hệ thống, báo cáo làm rõ các nội dung sau:

  • Lý thuyết cơ sở dữ liệu và hệ quản trị CSDL quan hệ (RDBMS): Hệ thống ứng dụng mô hình cơ sở dữ liệu quan hệ tổ chức thông tin dưới dạng các bảng (tables) gồm hàng và cột, liên kết với nhau bằng các khóa chính (Primary Key) và khóa ngoại (Foreign Key). Nhóm tác giả lựa chọn MySQL làm hệ quản trị cơ sở dữ liệu nhờ vào các đặc tính: mã nguồn mở (GPL), tuân thủ tiêu chuẩn ngôn ngữ truy vấn SQL, khả năng xử lý dữ liệu lớn (lên tới 50 triệu bản ghi trên một bảng), mô hình client-server hoạt động đa nền tảng và tương thích tối ưu với môi trường PHP.
  • Công nghệ phía giao diện (Front-end):
    • HTML (HyperText Markup Language) & HTML5: Đóng vai trò định hình khung cấu trúc văn bản, sử dụng các phần tử ngữ nghĩa (<head>, <header>, <nav>, <main>, <footer>) và hỗ trợ đa phương tiện.
    • CSS (Cascading Style Sheets): Tách biệt nội dung và kiểu dáng định dạng, kiểm soát bố cục, màu sắc, phông chữ và hiệu ứng chuyển động.
    • Bootstrap Framework (Bootstrap 5): Tích hợp hệ thống lưới responsive design thích ứng với máy tính, máy tính bảng và điện thoại di động; kết hợp cùng thư viện JavaScript/jQuery để điều khiển các thành phần giao diện như Modal, Carousel, Dropdowns, Collapse, Accordion, Tab/Pill Navigation, Scrollspy và Tooltip.
    • JavaScript: Thực thi các kịch bản tương tác động phía trình duyệt, thao tác trên cây cấu trúc tài liệu (DOM Manipulation), lắng nghe sự kiện người dùng (Event Handling) và truyền nhận dữ liệu không đồng bộ qua Ajax.
  • Công nghệ phía máy chủ (Back-end) và máy chủ thử nghiệm:
    • PHP (Hypertext Preprocessor): Ngôn ngữ kịch bản mã nguồn mở phía máy chủ xử lý logic nghiệp vụ, giao tiếp với CSDL MySQL thông qua các câu lệnh truy vấn và xử lý biểu mẫu dữ liệu.
    • Gói giải pháp XAMPP: Môi trường tích hợp đa nền tảng bao gồm Cross-Platform (X), Apache (A), MariaDB/MySQL (M), PHP (P) và Perl (P), kết hợp công cụ quản trị phpMyAdmin hỗ trợ giả lập máy chủ nội bộ.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống quản lý thư viện được mô hình hóa chi tiết thông qua các biểu đồ nghiệp vụ ca sử dụng (Use Case), biểu đồ phân rã chức năng (BFD), quy trình xử lý tác nghiệp và sơ đồ lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ.

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                      HỆ THỐNG QUẢN LÝ THƯ VIỆN WEBSITE                        |
+---------------------------------------+---------------------------------------+
|          PHÂN HỆ NGƯỜI DÙNG           |           PHÂN HỆ QUẢN TRỊ            |
+---------------------------------------+---------------------------------------+
| - Đăng ký / Đăng nhập tài khoản       | - Đăng nhập phân quyền Admin          |
| - Tra cứu, lọc sách theo danh mục     | - Quản lý danh mục sách & thể loại    |
| - Xem chi tiết tài liệu               | - Quản lý độc giả & hồ sơ người dùng  |
| - Tạo phiếu & gửi yêu cầu mượn sách   | - Duyệt mượn sách & tiếp nhận trả sách|
| - Gửi biểu mẫu liên hệ / phản hồi     | - Thống kê sách mượn/trả, quá hạn     |
+---------------------------------------+---------------------------------------+

1. Phân quyền và ca sử dụng (Use Case)

Hệ thống phân định rõ hai tác nhân (Actor) chính:

  • Độc giả (Reader): Đăng ký, đăng nhập tài khoản; tìm kiếm sách theo tên, tác giả, thể loại; xem chi tiết sách; thực hiện lập yêu cầu mượn sách; kiểm tra lịch sử mượn/trả cá nhân; thanh toán phí mượn/tiền cọc; gửi phản hồi hỗ trợ qua biểu mẫu liên hệ.
  • Quản trị viên (Admin): Đăng nhập quyền quản trị; quản lý sách (thêm, sửa, xóa thông tin); quản lý thể loại và kệ sách; quản lý hồ sơ độc giả và tài khoản người dùng; phê duyệt và theo dõi trạng thái mượn/trả sách; lập báo cáo thống kê tình hình lưu thông tài liệu.

2. Quy trình nghiệp vụ cốt lõi

  • Quy trình mượn sách:
    1. Độc giả truy cập website, tra cứu sách và chọn thao tác yêu cầu mượn sách.
    2. Hệ thống kiểm tra tình trạng sẵn sàng của tài liệu trong kho dữ liệu.
    3. Hệ thống trả kết quả xác nhận, hiển thị các điều khoản cùng thời hạn mượn.
    4. Độc giả xác nhận yêu cầu; hệ thống tạo bản ghi phiếu mượn và cập nhật trạng thái sách thành "Đã mượn".
    5. Độc giả xuất trình thẻ mượn/giấy tờ tại thư viện, đóng tiền cọc theo quy định và nhận tài liệu kèm biên lai.
    6. Hệ thống tự động theo dõi thời hạn và cảnh báo khi quá hạn mượn.
  • Quy trình trả sách:
    1. Độc giả mang tài liệu và xuất trình biên lai mượn tại quầy thư viện.
    2. Thủ thư tiếp nhận sách, đối soát thông tin người mượn, thời gian và kiểm tra tình trạng vật lý của tài liệu.
    3. Thủ thư lập phiếu trả sách; hệ thống cập nhật trạng thái tài liệu về "Sẵn sàng".
    4. Hệ thống kiểm tra điều kiện vi phạm: nếu có hư hại hoặc quá hạn, hệ thống tính toán phí bồi thường/phí trễ hạn để thu phí; nếu không vi phạm, thủ thư hoàn trả tiền cọc cho độc giả và hoàn tất quy trình.

3. Cấu trúc cơ sở dữ liệu quan hệ

Cơ sở dữ liệu của hệ thống được thiết lập trên MySQL với các bảng thực thể lưu trữ như sau:

Tên bảng Các trường dữ liệu (Attributes) Diễn giải chức năng
ADMIN ID, TEN, USERNAME, PASSWORD, NGAYTHEM Lưu trữ thông tin định danh và tài khoản đăng nhập của quản trị viên
Book (Sach) ID_Sach, TieuDe, TheLoai, TacGia, NhaXB, NamXB Lưu trữ thông tin chi tiết về từng đầu sách trong thư viện
THE LOAI ID_TL, TheLoai Danh mục phân loại các thể loại sách (ví dụ: Văn học)
NGUOI MUON ID_NguoiMuon, Ten, DiaChi, GioiTinh, SDT, Nam, NgayThem Quản lý hồ sơ cá nhân và thông tin liên lạc của độc giả
SACH_MUON ID_Sach_Muon, Nguoi_Muon, TieuDe, TheLoai, Ngay_Muon, Han_Muon, Ngay_Tra Theo dõi lưu thông mượn/trả sách, thời hạn mượn và thời điểm trả thực tế

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU

Chương này làm rõ bối cảnh bùng nổ công nghệ thông tin và sự cần thiết của việc hiện đại hóa thư viện số. Tác giả trình bày các ưu điểm nổi bật khi chuyển đổi quy trình quản lý sang nền tảng web bao gồm: nâng cao năng lực tổ chức tài liệu, tích hợp nghiệp vụ mượn/trả linh hoạt, hỗ trợ thống kê phân tích số liệu độc giả và tiết kiệm thời gian vận hành. Bên cạnh đó, chương giới thiệu phạm vi ứng dụng công cụ phần mềm (VS Code, XAMPP, MySQL, PHP, HTML/CSS/JS) cùng phương pháp phân tích thiết kế hệ thống có cấu trúc.

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC CÔNG NGHỆ ĐƯỢC SỬ DỤNG

Chương II trình bày toàn diện khung lý thuyết về cơ sở dữ liệu, các giai đoạn tiến hóa từ mô hình phân cấp, mô hình mạng đến mô hình quan hệ, phân loại cơ sở dữ liệu (theo cấu trúc, hình thức lưu trữ, đặc tính sử dụng và mô hình triển khai). Tác giả phân tích ưu - nhược điểm của hệ quản trị MySQL, ngôn ngữ đánh dấu HTML/HTML5, bảng định kiểu CSS, framework giao diện Bootstrap 5 tích hợp thư viện jQuery, ngôn ngữ lập trình JavaScript (xử lý DOM, sự kiện, Ajax) và ngôn ngữ kịch bản phía máy chủ PHP cùng môi trường tích hợp XAMPP.

CHƯƠNG III: SƠ ĐỒ NGHIỆP VỤ VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU

Chương III tập trung vào công tác mô hình hóa hệ thống. Tác giả mô tả chi tiết biểu đồ ca sử dụng (Use Case) cho hai tác nhân Admin và Độc giả; xây dựng các lưu đồ nghiệp vụ chi tiết cho hai quy trình then chốt là mượn sách và trả sách (bao gồm các điểm kiểm tra tính hợp lệ, lập phiếu, đóng cọc, xử lý vi phạm); thiết lập sơ đồ phân rã chức năng (BFD) theo 5 nhánh lớn (Quản lý người dùng, Quản lý sách, Quản lý mượn/trả, Quản lý tài khoản, Thống kê và báo cáo) và công bố thiết kế cấu trúc dữ liệu của các bảng quan hệ MySQL.

CHƯƠNG IV: GIAO DIỆN VÀ CHỨC NĂNG

Chương này minh họa trực quan giao diện người dùng và bảng điều khiển quản trị. Về phía người dùng, hệ thống cung cấp giao diện Trang chủ, phần giới thiệu thành viên, module đăng ký - đăng nhập, trang danh mục sách, bộ lọc tìm kiếm theo từ khóa/thể loại, form đăng ký mượn sách, module quản lý tài khoản cá nhân và trang liên hệ hỗ trợ tích hợp biểu mẫu gửi email tự động cùng bản đồ địa chỉ. Về phía Admin, hệ thống xây dựng bảng điều khiển cho phép thực hiện đầy đủ các thao tác thêm, xóa, sửa, xem thông tin sách, thể loại, hồ sơ người mượn và giám sát tình trạng mượn/trả tài liệu.

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

Chương tổng kết đánh giá mức độ hoàn thành mục tiêu xây dựng website quản lý thư viện của nhóm đề tài, nêu bật các chức năng đã hiện thực hóa thành công và xác định các phương hướng phát triển hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Đề tài đã triển khai hoàn chỉnh một hệ thống ứng dụng web quản trị thư viện với đầy đủ các phân hệ chức năng vận hành theo mô hình Client - Server:

Phân hệ Danh mục chức năng Trạng thái thực hiện Ghi chú kỹ thuật
Người dùng (User) Trang chủ (Home) Đã thực hiện Hiển thị giới thiệu hệ thống và thông tin nhóm phát triển
Đăng ký tài khoản (Register) Đã thực hiện Tiếp nhận thông tin độc giả và tạo bản ghi tài khoản
Đăng nhập hệ thống (Login) Đã thực hiện Xác thực tài khoản trực tiếp qua Username và Password
Danh mục sách (Book) Đã thực hiện Hiển thị danh sách và hỗ trợ lọc theo thể loại
Tìm kiếm sách (Search) Đã thực hiện Truy vấn dữ liệu động theo tiêu đề và thể loại
Đặt mượn sách trực tuyến Đã thực hiện Lập phiếu yêu cầu và chuyển tiếp tới hàng đợi duyệt
Quản lý tài khoản cá nhân Đã thực hiện Cập nhật thông tin liên hệ, mật khẩu, xem lịch sử mượn
Hỗ trợ / Liên hệ Đã thực hiện Tích hợp form gửi email tự động và bản đồ vị trí thư viện
Quản trị (Admin) Bảng điều khiển quản trị Đã thực hiện Giao diện tổng quan hệ thống quản lý
Quản lý sách mượn/trả Đã thực hiện Cập nhật ngày mượn, hạn mượn, ngày trả và xử lý trễ hạn
Quản lý thể loại sách / kệ sách Đã thực hiện Thực hiện thêm, sửa, xóa danh mục thể loại
Quản lý kho sách Đã thực hiện Thực hiện thêm mới, chỉnh sửa thông tin và xóa sách
Quản lý độc giả (Người mượn) Đã thực hiện Quản lý hồ sơ bạn đọc, theo dõi lịch sử lưu thông
Quản lý tài khoản Admin Đã thực hiện Phân quyền truy cập và bảo mật tài khoản quản trị

Hệ thống đóng góp một giải pháp ứng dụng thực tiễn cho các thư viện trường học và đơn vị giáo dục, giúp số hóa toàn bộ khâu ghi chép thủ công, tối ưu hóa thời gian xử lý yêu cầu mượn trả và hỗ trợ công tác quản lý tài liệu một cách khoa học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các nội dung được nhóm tác giả ghi nhận trong báo cáo:

  • Hạn chế:
    • Hệ thống PHP thuần chưa tích hợp các framework bảo mật nâng cao, việc kiểm soát lỗ hổng mã nguồn mở và cơ chế sao lưu tự động (auto-backup) khi xảy ra sự cố CSDL còn phụ thuộc vào cấu hình máy chủ thủ công.
    • Quản trị dung lượng XAMPP (141MB) và các tùy chọn module mở rộng MySQL còn ở mức cơ bản, chưa kiểm thử trên môi trường chịu tải lớn nhiều người dùng đồng thời.
  • Hướng phát triển:
    • Nghiên cứu tích hợp các giải pháp trí tuệ nhân tạo (AI) trong việc gợi ý sách tự động và phân tích hành vi đọc của độc giả.
    • Mở rộng các dịch vụ trực tuyến, nâng cấp hệ thống thanh toán phí mượn/phí trễ hạn điện tử.
    • Hoàn thiện ứng dụng di động tương thích đa nền tảng để gia tăng tiện ích tiếp cận cho bạn đọc.

Giá trị tham khảo

Báo cáo đề tài là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Thông tin, Kỹ thuật Phần mềm và Sư phạm Tin học: Cung cấp tài liệu mẫu mực về cấu trúc một báo cáo đồ án môn học Phát triển ứng dụng Web, cách viết mã nguồn kết hợp PHP - MySQL và cách xây dựng giao diện responsive bằng Bootstrap 5.
  • Người học nghiên cứu phân tích thiết kế hệ thống thông tin: Cung cấp các sơ đồ chuẩn hóa về Use Case, quy trình tác nghiệp mượn - trả và sơ đồ phân rã chức năng (BFD) ứng dụng vào bài toán quản lý thư viện thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhóm tác giả thực hiện đề tài gồm những ai và thuộc đơn vị nào?
Đề tài do Nhóm sinh viên M2103 thực hiện tại Khoa Công nghệ Thông tin - Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của Thầy Trần Thanh Nhã (báo cáo ngày 21/08/2023). Nhóm gồm 4 thành viên: Lê Bảo Lộc (MSSV: 46.097), Nguyễn Hoàng Minh (MSSV: 46.101), Trương Thế Nhật (MSSV: 46.129) và Phan Bảo Ân (MSSV: 46.004).

2. Tech stack (ngăn xếp công nghệ) được sử dụng để xây dựng website bao gồm những gì?
Hệ thống sử dụng Visual Studio Code làm công cụ lập trình; giao diện xây dựng bằng HTML5, CSS3, JavaScript, framework Bootstrap 5 và thư viện jQuery; xử lý máy chủ bằng ngôn ngữ PHP; hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL và môi trường giả lập máy chủ XAMPP.

3. Quy trình mượn sách trên hệ thống diễn ra qua những bước cụ thể nào?
Quy trình gồm các bước: Độc giả tra cứu và gửi yêu cầu mượn sách trên web $\rightarrow$ Hệ thống kiểm tra tình trạng sách $\rightarrow$ Hệ thống gửi xác nhận điều khoản và thời hạn $\rightarrow$ Độc giả xác nhận mượn $\rightarrow$ Hệ thống lập phiếu mượn và chuyển trạng thái sách sang "Đã mượn" $\rightarrow$ Độc giả xuất trình thẻ tại thư viện, đóng tiền cọc và nhận tài liệu $\rightarrow$ Hệ thống giám sát hạn mượn và gửi thông báo nếu quá hạn.

4. Cơ sở dữ liệu của hệ thống gồm những bảng chính nào?
Cơ sở dữ liệu gồm 5 bảng chính: ADMIN (tài khoản quản trị), Book / Sach (thông tin sách), THE LOAI (danh mục thể loại), NGUOI MUON (thông tin độc giả) và SACH_MUON (thông tin quản lý mượn/trả và thời hạn).

5. Chức năng liên hệ hỗ trợ phía người dùng được bổ sung và hoạt động như thế nào?
Khi người dùng điền thông tin và gửi ý kiến phản hồi tại giao diện Liên hệ, hệ thống sẽ tự động tạo một biểu mẫu email và gửi trực tiếp đến địa chỉ email hỗ trợ đã được thiết lập sẵn của thư viện, đồng thời hiển thị bản đồ chỉ dẫn địa chỉ thực tế của thư viện.

Kết luận

Báo cáo đề tài "Thiết Kế Website Quản Lý Thư Viện" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm TP.HCM đã hoàn thành tốt các mục tiêu đặt ra trong học phần Phát triển ứng dụng Web. Nhóm tác giả đã vận dụng bài bản phương pháp phân tích thiết kế hệ thống có cấu trúc, xây dựng hoàn thiện lược đồ cơ sở dữ liệu quan hệ và hiện thực hóa đầy đủ các phân hệ chức năng cho cả độc giả lẫn quản trị viên. Kết quả nghiên cứu không chỉ giải quyết hiệu quả bài toán số hóa quy trình quản lý mượn trả tài liệu truyền thống mà còn là tài liệu tham khảo có giá trị kỹ thuật thực tiễn cho sinh viên chuyên ngành công nghệ thông tin.