Kết hợp NodeJS với MongoDB cho bài toán xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực

Hiện nay, tốc độ khoa học phát triển rất nhanh, đặc biệt trong lĩnh vực Công nghệ Thông tin. Các yêu cầu của các hệ thống phần mềm cần phát triển nhanh, chất lượng tốt, chi phí giá thành giảm, v.v. Lựa chọn hệ quản trị cơ sở dữ liệu là một trong những yếu tố dẫn đến thành công của dự án. Tuy nhiên mỗi loại cơ sở dữ liệu lại có ưu nhược điểm khác nhau, tuy vào bài toán để chọn cơ sở dữ liệu phù hợp. Để đáp ứng yêu tố nhanh, và tức thời trong hệ thống phần mềm, người ta sẽ chọn giải pháp sử dụng cơ sở dữ liệu thời gian thực. Nhưng loại cơ sở dữ liệu này có chi phí vận hành lớn, trong khi đó nhiều dự án chỉ có nguồn kinh phí hạn hẹp. Dựa trên những hệ quản trị cơ sở dữ liệu hiện tại, MongoDB là một trong những hệ quản trị cơ sở dữ liệu mạnh, mã nguồn mở, tương thích với nhiều hệ điểu hành như Windows, Ubuntu, CentOS, v.v. Kết hợp với sự nâng cấp của engine JavaScript phiên bản v8, và platform NodeJS do Google phát triển đã tạo ra bước đột phá cho phép tạo ra nhiều cách cải tiến hiệu năng hệ thống phần mềm. Sự cải thiện tốc độ xử lý và truyển tải dữ liệu nhờ sự nâng cấp lên thành phiên bản HTTP/2.0 năm 2015 làm cho việc phát triển phần mềm trên nền Web ngày càng hiệu quả. Trên cơ sở các công nghệ phát triển và hướng sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu MongoDB có nhiều ưu điểm. Em đã chọn đề tài “Kết hợp NodeJS với MongoDB cho bài toán xây dựng hệ quản trị cơ sở dữ liệu thời gian thực.” với mong muốn tìm hiểu thêm công nghệ mới để áp dụng cho tương lai nghề nghiệp. Khóa luận có các phần chính được trình bày theo trình tự sau: Giới thiệu Chương 1: Kiến thức nền tảng, chương này tổng hợp các kiến thức cơ bản làm cơ sở lý luận cho các chương tiếp theo. Chương 2: Kết hợp NodeJS với MongoDB, trình bày các yếu tố kỹ thuật kết hợp giữa NodeJS với MongoDB để xử lý dữ liệu có tính phản hồi nhanh. Chương 3: Thử nghiệm hệ thống, trình bày phần áp dụng các kiến thức ở các chương trên thử nghiệm với bài toán quản lý vận tải đơn giản.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - ISO 9001:2015 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Sinh viên Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Trịnh Đông HẢI PHÒNG - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - KẾT HỢP NODEJS VỚI MONGODB CHO BÀI TOÁN XÂY DỰNG HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU THỜI GIAN THỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Sinh viên Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Trịnh Đơng Hải Phịng – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Mã sinh viên : Lớp : CT2001C Ngành : Công Nghệ Thông Tin Tên đề tài : Kết hợp NodeJS với MongoDB cho toán xây dựng hệ quản trị sở liệu thời gian thực NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp - Lập trình NodeJS, AnglurJS, Socket.IO, Express Framework - Hệ quản trị sở liệu MongoDB - Kết nối NodeJS, Socket.IO với MongoDB Các tài liệu, số liệu cần thiết Sử dụng số liệu thực tế thu thập mạng internet Địa điểm thực tập tốt nghiệp CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên : Nguyễn Trịnh Đông Học hàm, học vị : Tiến sĩ Đơn vị công tác : Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Nội dung hướng dẫn : - Lập trình NodeJS, AnglurJS, Socket.IO, Express Framework - Hệ quản trị sở liệu MongoDB - Kết nối NodeJS, Socket.IO với MongoDB Đề tài tốt nghiệp giao ngày 12 tháng 10 năm 2020 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 31 tháng 12 năm 2020 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Giảng viên hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng TRƯỞNG KHOA năm 2021 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP Họ tên giảng viên: Nguyễn Trịnh Đông Đơn vị công tác: Khoa Công nghệ Thông tin – Trường ĐHQL&CNHP Họ tên sinh viên: Ngành: Công nghệ Thông tin Nội dung hướng dẫn: - Lập trình NodeJS, AnglurJS, Socket.IO, Express Framework - Hệ quản trị sở liệu MongoDB - Kết nối NodeJS, Socket.IO với MongoDB Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp - Sinh viên chịu khó tìm hiểu kiến thức học liên quan - Nghiêm túc thực theo yêu cầu giáo viên Đánh giá chất lượng đồ án/khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…) - Sự ứng dụng Hệ quản trị sở liệu MongoDB để phục vụ sở liệu thời gian thực có ý nghĩa thực tế cao Khóa luận trình bày phần kiến thức Chương Chương trình bày kỹ thuật sử dụng NodeJS Socket.IO kết nối với sở liệu MongoDB để tạo cách thức xử lý liệu theo hướng thời gian thực dựa phản hồi tức thời hệ thống sử dụng phương pháp Chương thử nghiệm với tốn quản lý xe cơng ten nơ để minh họa kỹ thuật Khóa luận đạt yêu cầu đề Ý kiến giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp Đạt Khơng đạt Điểm: Hải Phịng, ngày tháng năm 2020 Giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên: ……………………………………………………………… Đơn vị công tác: …………………………………………………………………………… Họ tên sinh viên: …………………………………… Ngành: ……… … Đề tài tốt nghiệp: Phần nhận xét giảng viên chấm phản biện Những mặt hạn chế Ý kiến giảng viên chấm phản biện Được bảo vệ Không bảo vệ Điểm: Hải Phòng, ngày tháng năm 2021 Giảng viên chấm phản biện (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn thầy, cô khoa Công Nghệ Thơng Tin tồn thể người ngơi trường Đại học Dân lập Hải Phịng tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập trường thời gian thực đồ án tốt nghiệp Đặc biệt, em muốn gửi lời cảm ơn tới Thầy Nguyễn Trịnh Đông giảng viên trực tiếp hướng dẫn tận tình bảo giúp em khắc phục khó khăn, thiếu sót để hoàn thành phần đồ án tốt nghiệp từ lý thuyết thực hành sử dụng công cụ Với hiểu biết tìm tịi thân bảo hướng dẫn tận tình giảng viên em cố gắng hoàn thành đồ án cách tốt khơng thể tránh thiếu sót Kính mong nhận đóng góp ý kiến từ thầy để em nâng cao bổ sungthêm kiến thức cho thân, hoàn thiện đồ án với kết tốt hoản chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày tháng năm Sinh viên thực MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC NỀN TẢNG 1.1 Đặt vấn đề .2 1.2 Cơ sở liệu hướng tài liệu 1.3 Giao thức HTTP 1.3.1 Giới thiệu HTTP 1.3.2 Lịch sử phát triển 1.3.3 Nguyên lý hoạt động HTTP .4 1.3.4 Uniform Resource Locator (URL) 1.3.5 Giao thức TCP/IP 1.4 Giao thức HTTP 2.0 1.4.1 Giới thiệu HTTP 2.0 1.4.2 Nguyên lí hoạt động 1.5 WebSocket 1.5.1 Giới thiệu Socket 1.5.2 Nguyên lí hoạt động Socket 1.5.3 Phân loại Socket 10 1.5.4 Giới thiệu Web Socket 12 1.5.5 Cấu trúc Web Socket 12 1.5.6 Các thuộc tính WebSocket 13 1.5.7 Các kiện WebSocket 14 1.5.8 Các phương thức WebSocket .15 1.6 MongoDB 16 1.6.1 Giới thiệu MongoDB 16 1.6.2 Một số câu lệnh MongoDB 16 1.6.3 Ưu điểm MongoDB 17 1.6.4 Nhược điểm MongoDB 18 1.6.5 Các ứng dụng cần MongoDB 18 1.7 NodeJs .19 1.7.1 Giới thiệu 19 1.7.2 Những ứng dụng nên viết Nodejs 19 1.7.3 Cài đặt NodeJs 19 1.8 Express 21 1.8.1 Giới thiệu Express 21 1.8.2 Cài đặt Express 21 1.9 Resful API 22 1.9.1 Giới thiệu RestFul API .22 1.9.2 Đặc điểm Resful API 22 1.10 Angurlar Js 23 1.10.1 Giới thiệu Angular 23 1.10.2 Các tính 23 CHƯƠNG 2: KẾT HỢP NODEJS VỚI MONGODB 25 2.1 Cơ sở liệu thời gian thực 25 2.1.1 Giới thiệu sơ liệu thơi gian thực 25 2.1.2 So sánh sở liệu thời gian thực sở liệu truyền thống 26 2.1.3 Một số ứng dụng 26 2.2 Sử dụng MongoDB sở liệu thời gian thực với NodeJS 27 2.2.1 Thư viện SocketIO 27 2.2.2 So sánh MongoDb với Firebase 28 2.3 Sử dụng thư viện SocketIO xây dựng ứng dụng sở liệu thời gian thực 32 2.3.1 Thiết lập cấu hình 32 CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG 36 3.1 Phát biểu toán 36 3.2 Xác định yêu cầu hệ thống 36 3.2.1 Yêu cầu phi chức 36 3.2.2 Yêu cầu chức năng: 37 3.3 Xác định tác nhân, UC sử dụng biểu đồ UC 37 3.3.1 Các tác nhân 37 3.3.2 Các UseCase sử dụng 37 3.4 Biểu đồ use case 39 3.4.1 Biểu đồ use case tổng quát 39 3.4.2 Biểu đồ Use case đăng nhập 40 3.4.3 Biểu đồ Use case quản lý lái xe 41 3.4.4 Biểu đồ Use case quản lý đầu xe 42 3.4.5 Biểu đồ Use case quản lý mooc xe 43 3.4.6 Biểu đồ use case quản lý tuyến đường .44 ... ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - KẾT HỢP NODEJS VỚI MONGODB CHO BÀI TOÁN XÂY DỰNG HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU THỜI GIAN THỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG... 23 CHƯƠNG 2: KẾT HỢP NODEJS VỚI MONGODB 25 2.1 Cơ sở liệu thời gian thực 25 2.1.1 Giới thiệu sơ liệu thơi gian thực 25 2.1.2 So sánh sở liệu thời gian thực sở liệu truyền... quản trị sở liệu hướng đến xử lý liệu theo thời gian thực, đặc biệt đời cảu hệ quản trị sở liệu NoSQL (Not only SQL) cải thiện tốc độ xử lý liệu đáng kể Trong điển hình hệ quản trị sở liệu MongoDB