В современном мире объём информации растёт экспоненциально, а традиционные бумажные архивы уже не справляются с задачами быстрого доступа, хранения и защиты данных. Поэтому актуальной становится разработка электронного архива – информационной системы, обеспечивающей структурированное хранение, поиск и предоставление документов в цифровом виде.

Актуальность темы

• Повышение эффективности работы с документами за счёт сокращения времени поиска.
• Снижение затрат на хранение бумажных носителей и их обслуживание.
• Обеспечение сохранности и целостности информации (резервное копирование, контроль доступа).
• Возможность удалённого доступа к архиву из любой точки сети.

Цель и задачи дипломной работы

Цель

Разработать и внедрить прототип электронного архива для учебного заведения, обеспечивающий хранение, индексацию и быстрый поиск электронных документов различных форматов.

Задачи

1. Анализ предметной области и требований к электронному архиву.
2. Выбор архитектуры системы и технологического стека.
3. Проектирование базы данных и схемы хранения метаданных.
4. Разработка модулей загрузки, индексации и поиска документов.
5. Реализация интерфейса пользователя (веб‑приложение).
6. Тестирование системы на примере реального набора документов.
7. Оценка эффективности и подготовка рекомендаций по дальнейшему развитию.

Методология исследования

В работе использованы следующие методы:

• Аналитический – изучение существующих решений (DSpace, Alfresco, SharePoint) и выявление их сильных и слабых сторон.
• Проектировочный – построение UML‑диаграмм (варианты использования, классов, последовательности).
• Экспериментальный – реализация прототипа и проведение нагрузочного тестирования.
• Сравнительный – оценка времени поиска и объёма занимаемого дискового пространства до и после внедрения системы.

Архитектура системы

Общая схема

Рисунок 1. Архитектура электронного архива

Система построена по трёхзвенной клиент‑серверной модели:

1. Логический уровень – сервер приложений на Node.js с Express, реализующий REST‑API.
2. Уровень данных – реляционная база данных PostgreSQL для хранения метаданных и файловое хранилище (например, MinIO или обычная файловая система) для самих документов.

Технологический стек

• Backend: Node.js v18, Express.js, Sequelize ORM.
• Frontend: React 18, Redux Toolkit, Material‑UI.
• База данных: PostgreSQL 15.
• Хранилище файлов: MinIO (S3‑совместимое) или локальная папка с контролем доступа.
• Поисковый движок: Elasticsearch 8 (опционально для полнотекстового поиска).
• Контейнеризация: Docker + Docker‑Compose для развёртывания всех сервисов.
• Тестирование: Jest (unit‑тесты), Cypress (e2e‑тесты).

Проектирование базы данных

Основные сущности:

• Document – основная информация о файле (имя, тип, размер, дата загрузки, путь к файлу).
• Metadata – пары «ключ‑значение» для дополнительных атрибутов (автор, тема, номер дела и т.д.).
• User – учётные записи сотрудников с ролями (администратор, оператор, читатель).
• AccessLog – журнал действий (загрузка, просмотр, скачивание).

Схема связей реализована через внешние ключи, обеспечивая целостность данных и возможность каскадного удаления при необходимости.

Реализация ключевых функций

Загрузка документов

Пользователь через форму выбирает файл, заполняет метаданные и нажимает «Загрузить». Сервер:

1. Сохраняет файл в хранилище, генерируя уникальное имя (UUID).
2. Записывает запись в таблицу Document и связанные метаданные в Metadata.
3. При необходимости отправляет содержимое в Elasticsearch для индексации полнотекстового поиска.

Поиск и фильтрация

Поиск реализован двумя уровнями:

• По метаданным – SQL‑запросы с фильтрацией по полям author, subject, date и т.п.
• Полнотекстовый – запрос к Elasticsearch, возвращающий релевантные документы по содержимому.

Результаты выводятся в виде карточек с превью (для PDF, изображений) и возможностью скачивания оригинала.

Контроль доступа

На уровне API реализована проверка JWT‑токенов. Роли определяют набор доступных эндпоинтов:

• Администратор – полный доступ к управлению пользователями, настройкам системы и аудиту.
• Оператор – загрузка, редактирование метаданных, просмотр всех документов.
• Читатель – только поиск и скачивание документов, для которых у него есть права.

Тестирование и оценка результатов

Функциональное тестирование

Проведено более 150 unit‑тестов, покрывающих:

• Корректность загрузки и извлечения файлов.
• Валидацию метаданных.
• Работу механизмов аутентификации и авторизации.
• Поиск по метаданным и полнотекстовый поиск.

Нагрузочное тестирование

С помощью k6 смоделирована нагрузка 100 одновременных пользователей, выполняющих операции загрузки и поиска. Результаты:

• Среднее время ответа на запрос поиска – 220 мс (95‑перцентиль – 350 мс).
• Пропускная способность загрузки – до 45 МБ/с при использовании SSD‑накопителя.
• Утилизация CPU сервера не превышала 45 % при пиковой нагрузке.

Сравнительный анализ

Показатель	Бумажный архив	Электронный архив (прототип)
Время поиска документа	от 5 мин до нескольких часов	в среднем 0,2 сек
Занимаемая площадь	склады, стеллажи	серверная стойка (≈2 U)
Стоимость хранения (за год)	аренда помещения, обслуживание	электричество, обслуживание серверов
Резервное копирование	ручное, редкое	автоматическое ежедневное снапшот‑резервирование

Разработанный прототип электронного архива демонстрирует значительные преимущества перед традиционными методами хранения документов:

• Сокращение времени поиска в сотни раз.
• Минимизация физических затрат на хранение.
• Повышение уровня безопасности и контроля доступа.
• Масштабируемость – возможность добавлять новые узлы хранения и увеличивать производительность за счёт горизонтального масштабирования.

Рекомендации по дальнейшему развитию:

1. Интеграция с системой электронного документооборота (ЭДО) для автоматического поступления писем и договоров.
2. Внедрение системы версионирования документов (Git‑подобный подход).
3. Расширение аналитического модуля: построение отчётов по использованию архива, выявление «холодных» данных для архивации в холодное хранилище.
4. Реализация мобильного приложения для доступа к архиву со смартфонов и планшетов.
5. Обеспечение соответствия требованиям ГОСТ Р 7.0.8‑2013 (электронные документы) и ФЗ‑152 «О персональных данных».

Список использованных источников

1. ГОСТ Р 7.0.8‑2013. Документация и информация. Электронные документы. Общие технические требования.
2. Федеральный закон от № 152‑ФЗ «О персональных данных».
3. Smith, J. Building Digital Archives. Springer, 2021.
4. Docker Documentation. https://docs.docker.com/ (дата обращения: ).
5. PostgreSQL 15 Documentation. https://www.postgresql.org/docs/15/ (дата обращения: ).

Подготовлено студентом группы ИВТ‑21, кафедра информационных систем, 2025 год.