Xây Dựng Ứng Dụng Chat Trực Tuyến Cho Sinh Viên Tại Trường Đại Học Tôn Đức Thắng

• Trường học: Trường Đại Học Tôn Đức Thắng
• Đề tài: Xây Dựng Ứng Dụng Chat Trực Tuyến Dành Cho Sinh Viên Tại Trường Đại Học Tôn Đức Thắng

• LỜI CẢM ƠN
• CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG
• TÓM TẮT
• TITLE ABSTRACT
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU VÀ TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Tổng quan
• 1.2. Mục tiêu đề tài
• 1.3. Phạm vi đề tài
• 1.3.1. Chức năng dành cho người dùng
• 1.3.2. Chức năng dành cho người quản trị
• 1.4. Mô tả yêu cầu chức năng
• 1.4.1. Phân tích yêu cầu của hệ thống
• 1.4.2. Mô tả hoạt động của hệ thống
• 2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ
• 2.1. NestJS là gì?
• 2.2. Cấu trúc của NestJS
• 2.2.1. Modules
• 2.2.2. Providers
• 2.2.3. Controllers
• 2.3. Các tính năng của NestJS
• 2.4. MongoDB là gì?
• 2.5. Các tính năng của MongoDB
• 2.6. Kotlin là gì?
• 2.7. Điểm nổi bật của Kotlin
• 2.8. Android Studio là gì?
• 2.9. Các tính năng của Android Studio
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG
• 3.1. Yêu cầu chức năng
• 3.1.1. Đối với người dùng
• 3.1.2. Đối với quản lý
• 3.2. Phân tích yêu cầu
• 3.2.1. Sơ đồ Usecase
• 3.2.2. Danh sách tác nhân và mô tả
• 3.3. Danh sách các Usecase có trong hệ thống
• 3.4. Đặc tả Usecase
• 3.4.1. Usecase đăng nhập
• 3.4.2. Usecase đăng ký
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan dự án app chat sinh viên TDTU và tầm quan trọng

Trong môi trường học thuật năng động của Trường Đại học Tôn Đức Thắng (TDTU), nhu cầu giao tiếp và trao đổi thông tin giữa các sinh viên là yếu tố then chốt cho sự thành công trong học tập và hoạt động ngoại khóa. Nhận thấy những hạn chế của các nền tảng chat công cộng, dự án Xây Dựng Ứng Dụng Chat Trực Tuyến Dành Cho Sinh Viên ra đời nhằm cung cấp một giải pháp kết nối sinh viên chuyên biệt, an toàn và hiệu quả. Mục tiêu cốt lõi là tạo ra một môi trường giao tiếp khép kín, nơi sinh viên có thể dễ dàng trao đổi tài liệu, thảo luận nhóm, và cập nhật thông tin học tập mà không bị phân tâm bởi các yếu tố bên ngoài. Dự án này không chỉ là một công cụ tiện ích mà còn là một đồ án tốt nghiệp ứng dụng chat mang tính thực tiễn cao, giải quyết một vấn đề cụ thể trong cộng đồng. Ứng dụng được thiết kế với giao diện thân thiện, tập trung vào trải nghiệm người dùng, đảm bảo mọi sinh viên đều có thể sử dụng một cách trực quan. Việc xây dựng một phần mềm chat nội bộ trường đại học như vậy góp phần tăng cường sự gắn kết, thúc đẩy tinh thần hợp tác và xây dựng một cộng đồng sinh viên Tôn Đức Thắng vững mạnh hơn. Đây là nền tảng quan trọng để triển khai các tính năng học thuật chuyên sâu trong tương lai, biến ứng dụng thành một phần không thể thiếu trong hệ sinh thái số của nhà trường.

1.1. Phân tích nhu cầu về một nền tảng giao tiếp cho sinh viên

Hiện nay, sinh viên TDTU chủ yếu sử dụng các ứng dụng như Zalo, Messenger cho việc liên lạc. Tuy nhiên, các nền tảng này tồn tại nhiều bất cập trong môi trường học thuật. Thứ nhất, chúng gây xao nhãng do lẫn lộn giữa giao tiếp cá nhân và học tập. Thứ hai, việc quản lý và tìm kiếm tài liệu, thông báo quan trọng trong các nhóm chat lớn trở nên khó khăn. Thứ ba, vấn đề bảo mật thông tin cá nhân và dữ liệu học thuật cũng là một mối lo ngại. Do đó, một nền tảng giao tiếp cho sinh viên được thiết kế riêng là vô cùng cần thiết. Nền tảng này cần đáp ứng các yêu cầu đặc thù như: tạo không gian riêng cho các nhóm môn học, dự án; dễ dàng chia sẻ các định dạng file học thuật; và quan trọng nhất là quản lý cộng đồng sinh viên Tôn Đức Thắng một cách hiệu quả, đảm bảo chỉ những người dùng đã được xác thực mới có thể tham gia.

1.2. Mục tiêu chính của dự án xây dựng ứng dụng chat

Dựa trên tài liệu nghiên cứu của Nguyễn Minh Thuận, dự án đặt ra các mục tiêu rõ ràng và cụ thể. Mục tiêu hàng đầu là cung cấp một công cụ giao tiếp thuận tiện, nhanh chóng và an toàn. Ứng dụng phải hỗ trợ đầy đủ các tính năng cơ bản như nhắn tin cá nhân, tạo nhóm học tập online, và tìm kiếm bạn bè trong cùng hệ thống. Bên cạnh đó, dự án hướng tới việc tạo ra một môi trường giao tiếp độc đáo, giúp sinh viên cảm thấy kết nối hơn. Một mục tiêu quan trọng khác là tối ưu hóa UI/UX cho ứng dụng nhắn tin, đảm bảo giao diện trực quan, dễ sử dụng ngay cả với những người không rành về công nghệ. Cuối cùng, dự án còn là một công trình nghiên cứu, một luận văn về hệ thống chat có giá trị, áp dụng các công nghệ hiện đại để giải quyết bài toán thực tế.

1.3. Phạm vi chức năng của ứng dụng chat sinh viên TDTU

Phạm vi của dự án được xác định rõ ràng, tập trung vào các chức năng thiết yếu nhất. Đối với người dùng (sinh viên), ứng dụng cho phép đăng ký/đăng nhập, chat cá nhân và chat nhóm, xem danh sách bạn bè, tìm kiếm người dùng khác qua số điện thoại, và gửi file và hình ảnh. Đối với quản trị viên, hệ thống cung cấp khả năng quản lý người dùng, cụ thể là cập nhật trạng thái hoạt động của tài khoản. Các chức năng này được lựa chọn để đảm bảo dự án có thể hoàn thành trong thời gian quy định nhưng vẫn đáp ứng được nhu cầu cốt lõi của người dùng. Các tính năng nâng cao như gọi video hay bảo mật tin nhắn end-to-end có thể được xem xét trong các giai đoạn phát triển tiếp theo.

II. Phương pháp xây dựng backend với Node

Để xây dựng ứng dụng chat trực tuyến dành cho sinh viên, việc lựa chọn công nghệ cho backend là quyết định mang tính nền tảng. Dự án đã lựa chọn một kiến trúc hiện đại và hiệu quả, kết hợp giữa NestJS (một framework của Node.js) và cơ sở dữ liệu MongoDB. Sự kết hợp này mang lại hiệu năng cao, khả năng mở rộng tốt và sự linh hoạt trong phát triển, rất phù hợp cho một ứng dụng yêu cầu xử lý dữ liệu thời gian thực. NestJS cung cấp một cấu trúc ứng dụng rõ ràng, dựa trên TypeScript, giúp quản lý mã nguồn dễ dàng và giảm thiểu lỗi. Đây là nền tảng lý tưởng để xây dựng một Node.js chat application mạnh mẽ. Trong khi đó, MongoDB, một cơ sở dữ liệu NoSQL, cho phép lưu trữ dữ liệu dưới dạng tài liệu JSON linh hoạt, rất thích hợp để quản lý các cuộc trò chuyện, thông tin người dùng và các loại tin nhắn đa dạng. Việc sử dụng công nghệ real-time chat như WebSocket được tích hợp vào kiến trúc backend để đảm bảo tin nhắn được gửi và nhận gần như ngay lập tức, mang lại trải nghiệm liền mạch cho người dùng. Toàn bộ hệ thống backend được thiết kế để xử lý đồng thời nhiều kết nối, đáp ứng nhu cầu của hàng ngàn sinh viên TDTU.

2.1. Lựa chọn NestJS cho một ứng dụng chat có khả năng mở rộng

NestJS được chọn làm framework chính cho backend vì những ưu điểm vượt trội. Nó được xây dựng trên nền tảng Node.js nhưng áp dụng các nguyên tắc kiến trúc từ Angular như Modules, Providers và Controllers. Cấu trúc này giúp tổ chức code một cách khoa học, dễ bảo trì và mở rộng. Theo tài liệu dự án, NestJS giúp "tăng tính bảo trì và sự tổ chức trong mã nguồn". Việc sử dụng TypeScript làm ngôn ngữ chính cũng mang lại lợi ích về kiểm tra kiểu tĩnh, giúp phát hiện lỗi sớm trong quá trình phát triển. Hơn nữa, hệ sinh thái của NestJS rất phong phú, hỗ trợ nhiều mô-đun tích hợp sẵn cho các tác vụ phổ biến như xác thực, caching, và đặc biệt là giao tiếp qua WebSocket, yếu tố sống còn của một ứng dụng chat.

2.2. Vai trò của MongoDB trong việc lưu trữ dữ liệu tin nhắn

MongoDB là cơ sở dữ liệu NoSQL định hướng tài liệu, được chọn vì khả năng lưu trữ linh hoạt và hiệu suất truy vấn cao. Không giống cơ sở dữ liệu quan hệ, MongoDB lưu trữ dữ liệu dưới dạng các tài liệu BSON (tương tự JSON), cho phép cấu trúc dữ liệu thay đổi mà không cần định nghĩa lại toàn bộ schema. Điều này cực kỳ hữu ích cho một ứng dụng chat, nơi cấu trúc tin nhắn có thể thay đổi (văn bản, hình ảnh, file đính kèm). Tài liệu dự án nhấn mạnh tính năng "Scalability" (Khả năng mở rộng) của MongoDB thông qua sharding, cho phép hệ thống phân tán dữ liệu trên nhiều máy chủ để xử lý tải lớn. Tương tự như Firebase Realtime Database, MongoDB cung cấp hiệu năng cần thiết để truy xuất lịch sử trò chuyện một cách nhanh chóng.

III. Bí quyết phát triển client side với Kotlin và Android Studio

Phía client-side, tức ứng dụng di động mà sinh viên tương tác trực tiếp, được phát triển cho nền tảng Android. Việc lựa chọn công nghệ và công cụ phù hợp là yếu tố quyết định đến trải nghiệm người dùng cuối. Dự án đã sử dụng ngôn ngữ lập trình Kotlin và môi trường phát triển tích hợp (IDE) Android Studio. Kotlin, được Google công nhận là ngôn ngữ chính thức cho phát triển Android, mang lại cú pháp ngắn gọn, an toàn và khả năng tương tác hoàn hảo với Java. Điều này giúp đẩy nhanh tốc độ phát triển và giảm thiểu các lỗi thường gặp. Android Studio cung cấp một bộ công cụ toàn diện, từ thiết kế giao diện, viết mã, gỡ lỗi đến kiểm thử, giúp quá trình xây dựng ứng dụng chat trực tuyến trở nên hiệu quả hơn. Một phần quan trọng của việc phát triển client là thiết kế UI/UX cho ứng dụng nhắn tin, đảm bảo các thao tác như gửi tin nhắn, tạo nhóm, hay tìm kiếm bạn bè đều trực quan và mượt mà. Mặc dù có các lựa chọn đa nền tảng như React Native chat app, việc chọn phát triển native với Kotlin đảm bảo hiệu năng tối ưu và khả năng tận dụng toàn bộ sức mạnh của hệ điều hành Android.

3.1. Ưu điểm của Kotlin trong phát triển ứng dụng Android

Kotlin được JetBrains phát triển và trở thành lựa chọn hàng đầu cho các nhà phát triển Android. Theo tài liệu, Kotlin nổi bật nhờ "cú pháp gọn gàng", giúp giảm đáng kể số lượng mã cần viết so với Java. Ngôn ngữ này cũng cung cấp tính năng "An toàn kiểu dữ liệu", đặc biệt là xử lý null-safety, giúp ngăn chặn lỗi NullPointerException, một trong những lỗi phổ biến nhất trên Android. Khả năng tương thích 100% với Java cho phép các nhà phát triển tận dụng kho thư viện khổng lồ có sẵn. Đối với một app chat sinh viên TDTU, việc sử dụng Kotlin giúp mã nguồn sạch sẽ, dễ đọc và bảo trì, đồng thời đảm bảo ứng dụng hoạt động ổn định và hiệu quả.

3.2. Tối ưu hóa trải nghiệm người dùng UI UX cho app chat

Trải nghiệm người dùng là linh hồn của một ứng dụng chat. Giao diện cần phải sạch sẽ, không lộn xộn, và các chức năng chính phải dễ dàng truy cập. Trong dự án này, việc thiết kế UI/UX tập trung vào sự đơn giản và tính nhất quán. Các màn hình chính như danh sách cuộc trò chuyện, cửa sổ chat, danh sách bạn bè được bố trí logic. Màu sắc và icon được lựa chọn để tạo cảm giác thân thiện, phù hợp với đối tượng sinh viên. Android Studio cung cấp công cụ "Layout Editor" trực quan, cho phép kéo-thả và xem trước giao diện trên nhiều kích thước màn hình khác nhau, đảm bảo ứng dụng hiển thị tốt trên mọi thiết bị. Mục tiêu là tạo ra một luồng tương tác tự nhiên, giúp người dùng thực hiện các tác vụ một cách nhanh chóng mà không cần suy nghĩ nhiều.

IV. Các tính năng cốt lõi của phần mềm chat nội bộ TDTU

Một phần mềm chat nội bộ trường đại học thành công phải cung cấp đầy đủ các tính năng thiết thực, phục vụ trực tiếp cho nhu cầu học tập và kết nối của sinh viên. Dự án xây dựng ứng dụng chat trực tuyến cho TDTU đã tập trung vào việc hiện thực hóa các chức năng cốt lõi, từ giao tiếp cơ bản đến quản lý nhóm và chia sẻ tài nguyên. Các tính năng này không chỉ sao chép mô hình của các ứng dụng phổ biến mà còn được điều chỉnh để phù hợp với môi trường học thuật. Ví dụ, chức năng tìm kiếm người dùng được thiết kế dựa trên số điện thoại, một định danh duy nhất và dễ dàng cho sinh viên kết nối. Hệ thống cho phép tạo nhóm học tập online một cách nhanh chóng, hỗ trợ các trưởng nhóm quản lý thành viên hiệu quả. Hơn nữa, việc gửi file và hình ảnh là một yêu cầu không thể thiếu, giúp sinh viên trao đổi bài giảng, tài liệu tham khảo và ghi chú một cách thuận tiện. Mọi tính năng đều được xây dựng với mục tiêu cuối cùng là tạo ra một giải pháp kết nối sinh viên toàn diện và hữu ích trong khuôn viên trường đại học.

4.1. Chức năng nhắn tin cá nhân và tạo nhóm học tập online

Đây là hai tính năng nền tảng của ứng dụng. Chức năng nhắn tin cá nhân (1-1) cho phép sinh viên trao đổi riêng tư. Hệ thống đảm bảo tin nhắn được gửi và nhận thông qua công nghệ real-time chat. Quan trọng hơn, chức năng tạo nhóm cho phép sinh viên lập các nhóm chat cho từng môn học, đồ án, hoặc câu lạc bộ. Theo đặc tả use case của dự án, người dùng có thể tạo nhóm, thêm/xóa thành viên, và thậm chí phân quyền quản lý (trưởng nhóm, phó nhóm). Điều này giúp việc thảo luận và phối hợp công việc trở nên có tổ chức, biến ứng dụng thành công cụ hỗ trợ học tập đắc lực.

4.2. Hệ thống xác thực và quản lý thông tin người dùng

Để đảm bảo an toàn và tính chính danh, ứng dụng yêu cầu người dùng phải đăng ký tài khoản. Quá trình đăng ký và đăng nhập được mô tả chi tiết trong use case UC01 và UC02 của tài liệu. Người dùng có thể cập nhật thông tin cá nhân như tên hiển thị và ảnh đại diện. Một hướng phát triển quan trọng trong tương lai là xác thực người dùng qua email sinh viên ( вида [e-mail]). Cơ chế này sẽ đảm bảo chỉ sinh viên thực sự của TDTU mới có thể truy cập, tạo ra một môi trường an toàn và đáng tin cậy. Admin có quyền quản lý trạng thái của người dùng, giúp kiểm soát hệ thống hiệu quả.

4.3. Tích hợp thông báo đẩy và chia sẻ đa phương tiện

Để người dùng không bỏ lỡ các tin nhắn quan trọng, việc tích hợp thông báo đẩy (push notification) là rất cần thiết. Khi có tin nhắn mới, ứng dụng sẽ gửi một thông báo đến thiết bị của người dùng ngay cả khi họ không mở ứng dụng. Bên cạnh đó, chức năng chia sẻ đa phương tiện cho phép người dùng gửi file và hình ảnh một cách dễ dàng. Hệ thống backend sẽ xử lý việc tải lên và lưu trữ các tệp này, trong khi client-side hiển thị chúng một cách tối ưu trong cuộc trò chuyện. Đây là tính năng cực kỳ quan trọng, hỗ trợ việc chia sẻ tài liệu học tập và ghi chú một cách trực quan và nhanh chóng.

V. Kết luận và hướng phát triển cho luận văn về hệ thống chat

Dự án Xây Dựng Ứng Dụng Chat Trực Tuyến Dành Cho Sinh Viên Tại Trường Đại Học Tôn Đức Thắng đã đạt được những mục tiêu ban đầu đề ra. Nó không chỉ là một sản phẩm phần mềm mà còn là một công trình nghiên cứu, một luận văn về hệ thống chat có giá trị thực tiễn. Ứng dụng đã chứng minh được tiềm năng trở thành một giải pháp kết nối sinh viên hiệu quả, tạo ra một kênh giao tiếp tập trung và an toàn. Bằng cách áp dụng các công nghệ hiện đại như NestJS, MongoDB và Kotlin, dự án đã xây dựng thành công một nền tảng vững chắc, có khả năng mở rộng trong tương lai. Kết quả của dự án là một minh chứng rõ ràng cho khả năng ứng dụng kiến thức kỹ thuật phần mềm vào giải quyết các bài toán thực tế trong môi trường giáo dục. Tuy nhiên, đây chỉ là bước khởi đầu. Để ứng dụng thực sự trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống sinh viên TDTU, cần có những kế hoạch phát triển và cải tiến liên tục, dựa trên phản hồi từ người dùng thực tế và sự phát triển của công nghệ.

5.1. Đánh giá kết quả và tiềm năng ứng dụng thực tiễn

Dự án đã hoàn thành việc xây dựng một ứng dụng chat với đầy đủ các chức năng cốt lõi như nhắn tin, tạo nhóm, quản lý bạn bè và chia sẻ tệp. Về mặt kỹ thuật, hệ thống đã vận hành ổn định trên nền tảng Android. Tiềm năng ứng dụng thực tiễn của sản phẩm là rất lớn. Nó có thể được triển khai thử nghiệm trong một khoa hoặc một câu lạc bộ để thu thập phản hồi. Một app chat sinh viên TDTU chuyên biệt có thể giúp giảm thiểu sự phân tán, tăng cường hiệu quả học nhóm và tạo ra một kênh thông tin chính thức, đáng tin cậy giữa các sinh viên, cũng như giữa sinh viên và nhà trường.

5.2. Hướng phát triển tương lai Tích hợp và nâng cao bảo mật

Để nâng cao giá trị của ứng dụng, có nhiều hướng phát triển tiềm năng. Thứ nhất, việc tích hợp cổng thông tin sinh viên sẽ là một bước đột phá. Sinh viên có thể nhận thông báo về lịch học, lịch thi, hoặc điểm số ngay trên ứng dụng chat. Thứ hai, nâng cao tính năng bảo mật là ưu tiên hàng đầu. Việc triển khai bảo mật tin nhắn end-to-end sẽ đảm bảo chỉ người gửi và người nhận mới có thể đọc được nội dung, tăng cường sự riêng tư. Các tính năng khác như gọi video, tạo cuộc thăm dò ý kiến trong nhóm, hay tích hợp lịch biểu cá nhân cũng là những cải tiến đáng giá, giúp ứng dụng trở nên toàn diện và cạnh tranh hơn.