Tiểu luận: Kết hợp Node.js và MongoDB trong xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực

• Tác giả: Lê Thành Công
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Trịnh Đông
• Trường học: Trường Đại Học Quản Lý Và Công Nghệ Hải Phòng
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Kết hợp NodeJS với MongoDB cho bài toán xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hải Phòng

• 1. CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC NỀN TẢNG
• 1.1. Cơ sở dữ liệu hướng tài liệu
• 1.2. Giao thức HTTP
• 1.2.1. Giới thiệu HTTP
• 1.2.2. Lịch sử phát triển
• 1.2.3. Nguyên lý hoạt động của HTTP
• 1.2.4. Uniform Resource Locator (URL)
• 1.3. Giao thức TCP/IP
• 1.4. Giao thức HTTP 2
• 1.4.1. Giới thiệu HTTP 2
• 1.4.2. Nguyên lí hoạt động
• 1.4.3. Giới thiệu Socket
• 1.4.4. Nguyên lí hoạt động của Socket
• 1.4.5. Phân loại Socket
• 1.4.6. Giới thiệu Web Socket
• 1.4.7. Cấu trúc của Web Socket
• 1.4.8. Các thuộc tính của WebSocket
• 1.4.9. Các sự kiện WebSocket
• 1.4.10. Các phương thức của WebSocket
• 1.5. Giới thiệu MongoDB
• 1.5.1. Một số câu lệnh cơ bản trên MongoDB
• 1.5.2. Ưu điểm của MongoDB
• 1.5.3. Nhược điểm của MongoDB
• 1.5.4. Các ứng dụng cần MongoDB
• 1.6. Những ứng dụng nên viết bằng Nodejs
• 1.7. Cài đặt NodeJs
• 1.8. Giới thiệu Express
• 1.9. Cài đặt Express
• 1.10. Giới thiệu RestFul API
• 1.11. Đặc điểm của Resful API
• 1.12. Giới thiệu Angular
• 1.13. Các tính năng cơ bản
• 2. CHƯƠNG 2: KẾT HỢP NODEJS VỚI MONGODB
• 2.1. Cơ sở dữ liệu thời gian thực
• 2.1.1. Giới thiệu về cơ sở dữ liệu thời gian thực
• 2.1.2. So sánh cơ sở dữ liệu thời gian thực và cơ sở dữ liệu truyền thống
• 2.1.3. Một số ứng dụng
• 2.2. Sử dụng MongoDB như cơ sở dữ liệu thời gian thực với NodeJS
• 2.2.1. Thư viện SocketIO
• 2.2.2. So sánh MongoDb với Firebase
• 2.2.3. Sử dụng thư viện SocketIO xây dựng ứng dụng cơ sở dữ liệu thời gian thực
• 2.3. Thiết lập cấu hình
• 3. CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG
• 3.1. Phát biểu bài toán
• 3.2. Xác định yêu cầu của hệ thống
• 3.2.1. Yêu cầu phi chức năng
• 3.2.2. Yêu cầu chức năng
• 3.3. Xác định các tác nhân, các UC sử dụng và biểu đồ UC
• 3.3.1. Các UseCase sử dụng
• 3.3.2. Biểu đồ các use case
• 3.3.3. Biểu đồ use case tổng quát
• 3.3.4. Biểu đồ Use case đăng nhập
• 3.3.5. Biểu đồ use case quản lý lái xe
• 3.3.6. Biểu đồ use case quản lý đầu xe
• 3.3.7. Biểu đồ use case quản lý mooc xe
• 3.3.8. Biểu đồ use case quản lý tuyến đường
• 3.3.9. Biểu đồ use case quản lý lệnh điều xe
• 3.3.10. Biểu đồ use case quản lý điều khiển xe
• 3.4. Biểu đồ tuần tự
• 3.4.1. Biểu đồ tuần tự chức năng đăng nhập
• 3.4.2. Biểu đồ tuần tự cho chức năng thêm lái xe
• 3.4.3. Biểu đồ tuần tự cho chức năng sửa lái xe
• 3.4.4. Biểu đồ tuần tự cho chức năng xóa lái xe
• 3.4.5. Biểu đồ tuần tự cho chức năng thêm tuyến đường
• 3.4.6. Biểu đồ tuần tự cho chức năng sửa tuyến đường
• 3.4.7. Biểu đồ tuần tự cho chức năng xóa tuyến đường
• 3.4.8. Biểu đồ tuần tự cho chức năng thêm đầu xe
• 3.4.9. Biểu đồ tuần tự cho chức năng sửa đầu xe
• 3.4.10. Biểu đồ tuần tự cho chức năng xóa đầu xe
• 3.4.11. Biểu đồ tuần tự cho chức năng thêm mooc xe
• 3.4.12. Biểu đồ tuần tự cho chức năng sửa mooc xe
• 3.4.13. Biểu đồ tuần tự cho chức năng xóa mooc xe
• 3.4.14. Biểu đồ tuần tự cho chức năng thêm lệnh điều xe
• 3.4.15. Biểu đồ tuần tự cho chức năng sửa lệnh điều xe
• 3.4.16. Biểu đồ tuần tự cho chức năng xóa lệnh điều xe
• 3.4.17. Biểu đồ tuần tự cho chức năng thêm điều khiển xe
• 3.4.18. Biểu đồ tuần tự cho chức năng sửa điều khiển xe
• 3.4.19. Biểu đồ tuần tự cho chức năng xóa điều khiển xe
• 3.5. Xây dựng cơ sở dữ liệu
• 3.6. Giao diện chương trình
• 3.6.1. Giao diện danh sách đầu xe
• 3.6.2. Giao diện danh sách mooc xe
• 3.6.3. Giao diện danh sách lái xe
• 3.6.4. Giao diện danh sách tuyến đường

I. Giới thiệu

Trong bối cảnh công nghệ thông tin phát triển nhanh chóng, việc xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực trở thành một yêu cầu thiết yếu. Đề tài này tập trung vào việc kết hợp Node.js và MongoDB để phát triển một hệ thống quản lý dữ liệu hiệu quả. MongoDB là một cơ sở dữ liệu NoSQL mạnh mẽ, cho phép lưu trữ và truy xuất dữ liệu theo cách linh hoạt và nhanh chóng. Sự kết hợp này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn tối ưu hóa chi phí vận hành. Việc sử dụng Node.js với khả năng xử lý bất đồng bộ giúp tăng tốc độ phản hồi của hệ thống, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.

II. Kiến thức nền tảng

Chương này trình bày các kiến thức cơ bản về cơ sở dữ liệu và giao thức HTTP. Cơ sở dữ liệu hướng tài liệu như MongoDB cho phép lưu trữ dữ liệu dưới dạng JSON, giúp việc truy cập và xử lý dữ liệu trở nên nhanh chóng và hiệu quả hơn so với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ. Giao thức HTTP đã được nâng cấp lên phiên bản 2.0, cho phép truyền tải dữ liệu hai chiều, điều này rất quan trọng trong việc phát triển các ứng dụng web hiện đại. Việc hiểu rõ về các giao thức và cơ sở dữ liệu là nền tảng để xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu thời gian thực.

2.1 Cơ sở dữ liệu hướng tài liệu

Cơ sở dữ liệu hướng tài liệu cho phép lưu trữ dữ liệu một cách tự do, không theo một lược đồ cố định. Mỗi bản ghi có thể có cấu trúc khác nhau, điều này giúp cho việc mở rộng và thay đổi dữ liệu trở nên dễ dàng hơn. MongoDB là một ví dụ điển hình cho loại cơ sở dữ liệu này, với khả năng lưu trữ dữ liệu dưới dạng tài liệu JSON, giúp cho việc truy cập và xử lý dữ liệu trở nên nhanh chóng và hiệu quả.

2.2 Giao thức HTTP

Giao thức HTTP là một trong những giao thức chuẩn để trao đổi dữ liệu trên Internet. Phiên bản HTTP/2.0 đã cải thiện đáng kể tốc độ và hiệu suất truyền tải dữ liệu. Nguyên lý hoạt động của HTTP dựa trên mô hình Client-Server, nơi mà các yêu cầu từ client được gửi đến server và nhận phản hồi. Việc hiểu rõ về giao thức này là rất quan trọng trong việc phát triển các ứng dụng web hiện đại.

III. Kết hợp Node

Chương này trình bày chi tiết về việc kết hợp Node.js với MongoDB để xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực. Việc sử dụng Socket.IO cho phép tạo ra các ứng dụng có khả năng phản hồi nhanh chóng, giúp người dùng có trải nghiệm tốt hơn. Node.js với khả năng xử lý bất đồng bộ giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống, trong khi MongoDB cung cấp một nền tảng dữ liệu linh hoạt và mạnh mẽ. Sự kết hợp này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí phát triển và bảo trì hệ thống.

3.1 Sử dụng MongoDB như cơ sở dữ liệu thời gian thực

Việc sử dụng MongoDB như một cơ sở dữ liệu thời gian thực cho phép hệ thống xử lý dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả. MongoDB hỗ trợ các thao tác CRUD (Create, Read, Update, Delete) một cách linh hoạt, giúp cho việc quản lý dữ liệu trở nên dễ dàng hơn. Sự kết hợp với Node.js và Socket.IO tạo ra một môi trường phát triển mạnh mẽ, cho phép xây dựng các ứng dụng web có khả năng phản hồi tức thì.

3.2 Thử nghiệm hệ thống

Chương này trình bày các thử nghiệm thực tế với hệ thống được xây dựng. Các bài toán quản lý xe công ten nơ được sử dụng để minh họa cho khả năng của hệ thống. Các biểu đồ use case và biểu đồ tuần tự được sử dụng để mô tả các chức năng của hệ thống, từ đó đánh giá hiệu suất và khả năng mở rộng của hệ thống trong thực tế.