Ứng dụng mô hình kiến trúc hướng dịch vụ xây dựng hệ thống quản lý cơ sở vật chất trường đại học quảng bình

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN KIỂU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH KIẾN TRÚC HƯỚNG DỊCH VỤ XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ CƠ SỞ VẬT CHẤT TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS ĐẶNG HOÀI PHƯƠNG Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp TS Đặng Hoài Phương - Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm công bố - Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác - Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Tác giả Nguyễn Văn Kiểu TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN ỨNG DỤNG MƠ HÌNH KIẾN TRÚC HƯỚNG DỊCH VỤ XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ CƠ SỞ VẬT CHẤT TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH Học viên: Nguyễn Văn Kiều - Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 - Khóa:K34QB- Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Kiến trúc hướng dịch vụ sử dụng rộng rãi phổ biến quy trình phát triển phần mềm Xuất phát từ toán thực tế cần phát triển hệ thống quản lý sở vật chất cho trường Đại học Quảng Bình nhằm nâng cao hiệu hoạt động quản lý Đồng thời tạo thuận lợi cho việc tích hợp mở rộng hệ thống tương lai, tác giả đề xuất giải pháp xây dựng hệ thống quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình sở giải pháp kiến trúc hướng dịch vụ Luận văn tiến hành phân tích giải pháp kiến trúc hướng dịch vụ việc phân tích thiết kế phần mềm, đồng thời tác giả nghiên cứu công nghệ hỗ trợ xây dựng hệ thống sở mơ hình kiến trúc hướng dịch vụ: Web Service, Web API giao thức giao tiếp dịch vụ Web (SOAP, REST) Bên cạnh đó, tác giả tìm hiểu áp dụng số cơng nghệ thư viện hỗ trợ NET Framework để xây dựng hệ thống quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình: mơ hình Model View Controller, Entity Framework & ASP.NET Identity, … Từ xây dựng thành công hệ thống triển khai hệ thống thực tế, đồng thời đánh giá mức độ hiệu hệ thống mang lại thực tế Từ khóa - Kiến trúc hướng dịch vụ; sở vật chất; Model View Controller; Web Service; Web API (5 từ khóa) STUDY OF APPLICATION OF ARCHITECTURAL ARCHITECTURAL MODEL FOR THE BUILDING OF QUANG BINH UNIVERSITY OF FACILITIES Abstract - Service-oriented architecture is used widely in the current software development process Based on the practical problem, it is necessary to develop the management system, for Quang Binh University in order to improve the efficiency of management activities In order to make a facilitate for future integration and expansion of the management system, we proposed a solution to build the infrastructure management system for Quang Binh University, which is based on the basis of service-oriented architecture solution In this thesis, we analyze service-oriented architecture solutions for analysis and design, and also examines the supporting technologies for building software system based on the service-oriented architecture model: Web Services, Web APIs, and Web-based communication protocols (SOAP, REST) In addition, we also studied and applied some of the technologies and libraries, which are supported by the NET Framework, to build the facilities management system of Quang Binh University: model View Controller, Entity Framework & ASP.NET Identity, and so on It has successfully built the system and deployed the system in real-time, while evaluating the effectiveness of the system Key words - Service Oriented Architecture; infrastructure; Model View Controller; Web Service; Web API MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Dự kiến kết đạt Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận văn .3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC HƯỚNG DỊCH VỤ 1.1 Thực trạng hoạt động phát triển phần mềm .4 1.2 Tổng quan kiến trúc hướng dịch vụ (Service Oriented Architecture) 1.2.1 Tính chất hệ thống SOA 1.2.2 Lợi ích SOA 13 1.3 Dịch vụ Web .14 1.4 Thực trạng hoạt động quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình 17 1.5 Kết luận .18 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG GIẢI PHÁP SOA CHO HỆ THỐNG QUẢN LÝ CSVC TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH 19 2.1 Mơ hình SOA tổng thể 19 2.2 Các công nghệ & kỹ thuật triển khai dịch vụ Web 20 2.2.1 Mơ hình Model View Controller (MVC) .20 2.2.2 ASP.NET MVC 22 2.2.3 Entity Framework .23 2.2.4 Web API (.NET Framework) .25 2.2.5 Ứng dụng ASP.NET Identity sở liệu 27 2.3 Kết luận .29 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG VÀ TRIỂN KHAI HỆ THỐNG QUẢN LÝ CƠ SỞ VẬT CHẤT TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH 30 3.1 Thiết kế hệ thống 30 3.1.1 Sơ đồ phân rã chức 30 3.1.2 Biểu đồ ca sử dụng .31 3.1.3 Biểu đồ lớp 32 3.2 Xây dựng sở liệu .36 3.3 Xây dựng Web API 38 3.4 Triển khai hệ thống .41 3.5 Kết luận .43 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO .45 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) 46 BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT TỪ VIẾT TẮT Ý NGHĨA SOA Service Oriented Architecture CSVC Cơ sở vật chất CSDL Cơ sở liệu WS Web Service API Application Programming Interface CORBA Common Object Request Broker Architecture EJB Enterprise Java Bean DCOM Distributed Component Object Model SOAP Simple Object Access Protocol 10 REST Representational State Transfer 11 MVC Model View Controller 12 ORM Object Relational Mapping 13 API Application Programming Interface 14 EAI Enterprise Architecture Integration 15 RMI Remote Method Invocation 16 COM Component Object Model 17 EF Entity Framework 18 EDM Entity Data Model DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 – Các thành phần đối tượng CORBA Hình 1.2 – Mơ hình tương tác đối tượng EJB Hình 1.3 – Mơ hình tương tác đối tượng DCOM .6 Hình 1.4 – Sơ đồ cộng tác SOA .8 Hình 1.5 – Tính chất loose-coupling .9 Hình 1.6 – Các đối tượng fine-grained 11 Hình 1.7 – Các đối tượng coarse-grained 12 Hình 1.8 – Dịch vụ Web 15 Hình 1.9 – Giao thức giao tiếp SOAP & REST 16 Hình 1.10 – Ví dụ SOAP request 17 Hình 2.1 – Mơ hình SOA tổng thể 19 Hình 2.2 - Mơ hình MVC 20 Hình 2.3 - Mẫu Supervising Controller 21 Hình 2.4 - Mẫu Passive View 22 Hình 2.5 - Mơ hình Entity Framework 24 Hình 2.6 - Application Programming Interface .25 Hình 2.7 - Cơ sở liệu Identity 28 Hình 3.1 - Sơ đồ phân rã chức 30 Hình 3.2 - Biểu đồ ca sử dụng hệ thống quản lý CSVC trường ĐH Quảng Bình .32 Hình 3.3 - Biểu đồ lớp thể chức quản lý CSVC & tài sản 33 Hình 3.4 - Biểu đồ lớp thể chức quản lý tài khoản người dùng 34 Hình 3.5 - Biểu đồ lớp thể chức quản lý yêu cầu 35 Hình 3.6 - Quản lý tài sản 36 Hình 3.7 - Quản lý yêu cầu 37 Hình 3.8 - Quản lý kế hoạch 37 Hình 3.9 - Xử lý controller .38 Hình 3.10 - Xử lý service 39 Hình 3.11 - Kiểm tra Web API 39 Hình 3.12 - Gọi sử dụng Web API 40 Hình 3.13 – Hiển thị liệu view 40 Hình 3.14 – Giao diện tổng quan quản lý tài sản 41 Hình 3.15 – Giao diện quản lý nhóm tài sản 42 Hình 3.16 – Giao diện quản lý kế hoạch .42 Hình 3.17 – Giao diện báo cáo thống kê .43 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sự phát triển Internet thúc đẩy nhu cầu cộng tác, làm việc qua mạng sử dụng dịch vụ trực tuyến dần trở thành nhu cầu thiết yếu sống Điều đỏi hỏi ứng dụng không hệ thống hoạt động đơn lẻ máy trạm (máy client) chịu phụ thuộc vào tảng cố định nữa, mà chúng phải hệ thống linh động giúp người dùng làm việc “mọi lúc, nơi” Điều làm nhà phát triển phải đối mặt với hàng loạt vấn đề để tích hợp thành phần phân tán lại với nhau, hay tái sử dụng thành phần sẵn có, vấn đề triển khai bảo trì… vấn đề làm nhà phát triển phải suy nghĩ Tuy vậy, thực tế phần mềm ngày trở nên phức tạp mức dường vượt khỏi khả kiểm soát mơ hình phát triển có Ngun nhân khiến cho hệ thống có độ phức tạp tăng cao xuất nhiều công nghệ tạo nên môi trường không đồng nhất, nhu cầu chia sẽ, trao đổi, tương tác hệ thống ngày tăng đáp ứng môi trường Cùng với vấn đề lập trình dư thừa tái sử dụng gây tốn nhiều giai đoạn phát triển hệ thống mà vận hành bảo trì phần mềm Giải pháp cho vấn đề gì? Có nhiều giải pháp khác để xây dựng hệ thống quản lý sở vật chất nêu trên, nhiên ứng dụng mơ hình Kiến trúc hướng dịch vụ hội tụ đủ khả đáp ứng yêu cầu có nhiều ưu điểm Hiện nay, Kiến trúc hướng dịch vụ phát triển có nhiều ứng dụng Giá trị dựa việc cung cấp phương thức theo chuẩn việc truy nhập hệ thống đóng gói hệ thống kế thừa “Service Oriented Architecture” hay “kiến trúc hướng dịch vụ” mơ hình phát triển kiến trúc phần mềm nhà chuyên môn quan tâm phát triển Với ưu điểm linh hoạt mở rộng, kết nối tái sử dụng dịch vụ Do đặc thù Trường Đại học nói chung Trường Đại học Quảng Bình nói riêng, khối lượng tài sản lớn giá trị tài sản phần lớn thấp thuộc cơng cụ, dụng cụ… nên cần thiết phải có hệ thống đáp ứng yêu cầu nghiệp vụ hoạt động quản lý sở vật chất theo yêu cầu đặt nhà trường Hơn nữa, Trường Đại học địa phương khả tài cịn hạn chế nên việc sở hữu phần mềm thương mại để quản lý CSVC nhà trường điều khó khăn Xuất phát từ lý trên, tác giả đề xuất lựa chọn đề tài “Ứng dụng mơ hình kiến trúc hướng dịch vụ xây dựng hệ thống quản lý sở vật chất Trường Đại học Quảng Bình” làm đề tài tốt nghiệp luận văn cao học Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề tài nghiên cứu, ứng dụng kiến trúc hướng dịch vụ phát triển hệ thống quản lý sở vật chất Trường Đại học Quảng Bình Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu lập trình phân tán; - Nghiên cứu mơ hình kiến trúc hướng dịch vụ; - Xây dựng sở liệu phục vụ hoạt động quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình; - Ứng dụng Web Services, Web API phát triển hệ thống quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình; Đề tài tập trung vào nghiên cứu nắm vững lý thuyết kiến trúc hướng dịch vụ, cách giải vấn đề kiến trúc hướng dịch vụ Vận dụng vào hệ thống quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình Phương pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp lý thuyết - Nghiên cứu sở lý thuyết kiến trúc hướng dịch vụ - Nghiên cứu công nghệ Web service & Web API; - Nghiên cứu mô hình logic Model View Controller (MVC) phát triển ứng dụng Web 4.2 Phương pháp thực nghiệm - Xây dựng sở liệu sở vật chất trường Đại học Quảng Bình - Hiện thực hóa hệ thống Website quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình sở mơ hình kiến trúc hướng dịch vụ sử dụng Web API mơ hình MVC Dự kiến kết đạt 5.1 Về lý thuyết - Hiểu mơ hình kiến trúc hướng dịch vụ - Hiểu mơ hình MVC, Web Services, Web API, SOAP, REST… 42 Mỗi tài sản sản thuộc nhóm tài sản, quản lý hình danh mục nhóm tài sản Ở người dùng thêm, sửa xóa loại tài sản chưa sử dụng Hình 3.15 – Giao diện quản lý nhóm tài sản Chức yêu cầu mua hay sửa chửa trang thiết bị quản lý quản lý kế hoạch, admin chấp nhận, kế hoạch đưa vào triển khai: Hình 3.16 – Giao diện quản lý kế hoạch 43 Người dùng chọn đơn vị để xuất thống kê & kiểm kê tài sản: Hình 3.17 – Giao diện báo cáo thống kê 3.5 Kết luận Tác giả tiến hành xây dựng hệ thống quản lý CSVC trường Đại học Quảng Bình sở mơ hình kiến trúc hướng dịch vụ, đồng thời sử dụng NET Framework để xây dựng Web API server Triển khai hệ thống thực tế đánh giá kết đạt 44 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Trong luận văn này, tác giả trình bày kiến thức tổng quan kiến trúc hướng dịch vụ, công nghệ xây dựng dịch vụ Web áp dụng vào giải toán thực tế hoạt động quản lý CSVC trường Đại học Quảng Bình Tác giả xây dựng mơ hình giải pháp SOA tổng thể cho hệ thống, đề xuất sử dụng Web API RESTfull mơ hình MVC để xây dựng dịch vụ Web tảng NET Framework Đồng thời thực hóa hệ thống đưa vào triển khai thực tế nhằm đánh giá hiệu thu mơ hình đề xuất Tuy nhiên, hệ thống tồn số nhược điểm: - Xử lý chậm lượng liệu lớn; - Chưa đáp ứng hoàn toàn nghiệp vụ quản lý CSVC nhà trường Để hệ thống vận hành hiệu hơn, tác giả đề xuất phát triển thêm ứng dụng di động quản lý CSVC sở mơ hình giải pháp SOA đề xuất, sử dụng dịch vụ Web (Web API) xây dựng nhằm nâng cao hiệu hoạt động quản lý CSVC trường Đại học Quảng Bình 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Ngô Văn Hiền, Hồ Tường Vinh (2005), “Giới thiệu phương pháp tiếp cận Kiến trúc hướng mơ hình”, Hội thảo quốc gia CNTT - TT lần thứ 3, Hải phòng, Việt Nam [2] Võ Trung Hùng, Giáo trình Kiến trúc hướng dịch vụ, Tài liệu lưu hành nội Tiếng Anh [3] Vaysburd, A and Yajnik, S (1999) Exactly-once end-to-end semantics in CORBA invocations across heterogeneous fault-tolerant ORBs In Proceedings of the 18th IEEE Symposium on Reliable Distributed Systems (SRDS), page 296 [4] Downing, T B (1998) Java RMI: remote method invocation IDG Books Worldwide, Inc [5] Brown, N and Kindel, C (1998) Distributed component object model protocol–dcom/1.0 Online, November [6] Mark Endrei & others, Patterns: Service-Oriented Architecture and Web services, IBM Press, 2004 [7] Adam Freeman, Pro ASP.NET MVC 5, 5th Edition, A press, 2013 Địa Web tham khảo: [8] http://www.corba.org/ [9] www.oracle.com 46 ... động quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình, từ đưa giải pháp áp dụng mơ hình kiến trúc hướng dịch vụ xây dựng hệ thống quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình 19 CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG... (SOA) Chương 2: Xây dựng giải pháp SOA cho hệ thống quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình Chương 3: Xây dựng triển khai hệ thống quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình 4 CHƯƠNG... hệ thống Website quản lý sở vật chất trường Đại học Quảng Bình sở mơ hình kiến trúc hướng dịch vụ sử dụng Web API mơ hình MVC Dự kiến kết đạt 5.1 Về lý thuyết - Hiểu mơ hình kiến trúc hướng dịch