O sistema de gerenciamento de empréstimos bibliotecários é projetado com uma arquitetura em camadas, incluindo módulos principais:

• Módulo de Gerenciamento de Livros: Responsável pelo cadastramento, busca e atualização de informações de livros.
• Módulo de Empréstimo: Gerencia o processo de empréstimo, devolução e controle de atrasos.
• Módulo de Usuários: Administra dados de leitores, bibliotecários e permissões.
• Módulo de Notifciações: Envia alertas por e-mail ou notificações internas sobre prazos e lembretes.
• Módulo de Relatórios: Oferece visualizações de dados sobre taxa de empréstimo e popularidade de livros.

Seleção da Stack Tecnológica

Tecnologias do Backend:

• Framework: Spring 5.x + SpringMVC
• Persistência: MyBatis 3.x com MySQL 8.0
• Cache: Redis 6.x para dados frequentemente acessados
• Mensagem: RabbitMQ 3.9 para notificações assíncronas

Tecnologias do Frontend:

• Vue 3.x + Element Plus
• ECharts 5.0 para visualização de relatórios
• Axios como cliente HTTP

Design do Banco de Dados

Principais Tabelas:

CREATE TABLE tb_leitor (
  leitor_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  nome VARCHAR(100) NOT NULL,
  email VARCHAR(100) UNIQUE,
  matricula VARCHAR(20) NOT NULL
);

CREATE TABLE tb_livro (
  livro_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  titulo VARCHAR(255) NOT NULL,
  autor VARCHAR(100),
  isbn VARCHAR(20) UNIQUE,
  exemplares_disponiveis INT DEFAULT 0
);

CREATE TABLE tb_emprestimo (
  emprestimo_id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  leitor_id BIGINT,
  livro_id BIGINT,
  data_emprestimo DATETIME,
  data_devolucao_prevista DATETIME,
  status ENUM('PENDENTE', 'ATIVO', 'DEVOLVIDO', 'ATRASADO') DEFAULT 'PENDENTE',
  FOREIGN KEY (leitor_id) REFERENCES tb_leitor(leitor_id),
  FOREIGN KEY (livro_id) REFERENCES tb_livro(livro_id)
);

Implementação de Funcionalidades-Chave

Algoritmo de Recomendação de Livros:

public List<livro> recomendarLivros(Leitor leitor, List<livro> catalogo) {
    return catalogo.stream()
        .filter(livro -> livro.getExemplaresDisponiveis() > 0)
        .sorted(Comparator.comparingDouble(livro -> 
            calcularCompatibilidade(leitor.getHistorico(), livro.getGeneros()))
        .limit(10)
        .collect(Collectors.toList());
}

private double calcularCompatibility(List<genero> historico, List<genero> generosLivro) {
    long contagem = generosLivro.stream()
        .filter(historico::contains)
        .count();
    return (double) contagem / generosLivro.size();
}
</genero></genero></livro></livro>

Configuração de Fluxo de Trabalho para Empréstimos:

<process id="fluxoEmprestimo" name="Fluxo de Empréstimo de Livros">
    <startEvent id="inicio"/>
    <userTask id="solicitacao" name="Solicitação de Empréstimo"/>
    <sequenceFlow sourceRef="inicio" targetRef="solicitacao"/>

    <userTask id="aprovacaoBibliotecario" name="Aprovação do Bibliotecário">
        <potentialOwner>
            <resourceAssignmentExpression>
                <formalExpression>papel:bibliotecario</formalExpression>
            </resourceAssignmentExpression>
        </potentialOwner>
    </userTask>
    <sequenceFlow sourceRef="solicitacao" targetRef="aprovacaoBibliotecario"/>

    <serviceTask id="atualizarEstoque" name="Atualizar Estoque"/>
    <sequenceFlow sourceRef="aprovacaoBibliotecario" targetRef="atualizarEstoque"/>

    <endEvent id="fim"/>
    <sequenceFlow sourceRef="atualizarEstoque" targetRef="fim"/>
</process>

Estratégias de Otimização de Desempenho

• Design de Cache: Usar Redis para cache de catálogo de livros e dados de leitores frequentes.
• Otimização do Banco de Dados: Criar índices compostos, como CREATE INDEX idx_emprestimo_status ON tb_emprestimo(status, data_devolucao_prevista), e adotar separação de leitura/escrita.
• Consultas Otimizadas: Implementar paginação para listagens de empréstimos.

Plano de Controle de Segurança

• Autenticação baseada em JWT para proteção de rotas.
• Controle de acesso anotado com @PreAuthorize("hasRole('BIBLIOTECARIO')") em métodos sensíveis.
• Criptografia de dados pessoais no banco de dados.
• Auditoria de operações de empréstimo com logs detalhados.

Plano de Integração com Sistemas Externos

• Sincronização com sistemas de autenticação do campus via LDAP.
• Integração com serviços de e-mail para notificações de atrasos.
• Conexão com armazenamento de arquivos (MinIO) para upload de capas de livros.

Monitoramento e Operações

• Sistema de Monitoramento: Usar Spring Boot Admin para saúde do servidor e Prometheus + Grafana para métricas de desempenho.
• Análise de Logs: Implementar ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana) para análise de logs de empréstimos.
• Implantação: Containerização com Docker, orquestração via Kubernetes e CI/CD com pipelines automatizados.