Návrh a relizace backendového řešení s grafovou databází Neo4j v prostředí Node.js

Bc. Štěpán Lebeda

Master's thesis

Design and Implementation of a Backend Solution with the Neo4j Graph Database in a Node.js Environment

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a implementací backendového řešení pro optimalizaci rozmístění oddělení v rámci organizační struktury firmy s využitím grafové databáze. Cílem práce je vytvořit systém, který efektivně přiřazuje jednotlivá oddělení do budov a pater s ohledem na jejich kapacitu a vzájemné vazby, jako je požadavek na blízkost spolupracujících týmů. V teoretické části jsou popsány principy webových aplikací, grafových databází a optimalizačních přístupů vhodných pro řešení daného problému. Dále jsou představeny technologie použité při implementaci, zejména Node.js a Neo4j AuraDB. Praktická část se zaměřuje na návrh datového modelu, implementaci aplikační logiky a návrh algoritmu pro přiřazování oddělení. Tento algoritmus primárně usiluje o umístění oddělení na stejné patro a v případě nedostatečné kapacity využívá sousední patra. Součástí práce je také návrh REST API, které umožňuje správu entit a spouštění optimalizačního procesu. Funkčnost řešení je ověřena pomocí testovacích scénářů, které demonstrují správnost a efektivitu navrženého přístupu. Výsledkem práce je funkční backendová aplikace, která přináší flexibilní a škálovatelné řešení problému rozmístění oddělení a zároveň ukazuje výhody grafových databází při práci s relačně propojenými daty.

Abstract:

This diploma thesis focuses on the design and implementation of a backend solution for optimizing the placement of departments within a company’s organizational structure using a graph database. The main objective is to develop a system that efficiently assigns departments to buildings and floors while considering capacity constraints and relationships between departments, such as the need for proximity between collaborating teams. The theoretical part describes the principles of web applications, graph databases, and optimization approaches suitable for solving this problem. It also introduces the technologies used in the implementation, particularly Node.js and Neo4j AuraDB. The practical part focuses on the design of the data model, implementation of the application logic, and development of an assignment algorithm. This algorithm primarily aims to place departments on the same floor and, if capacity constraints prevent this, utilizes adjacent floors. The solution also includes the design of a REST API for managing entities and triggering the optimization process. The functionality of the system is verified through testing scenarios that demonstrate the correctness and efficiency of the proposed approach. The result of this thesis is a functional backend application that provides a flexible and scalable solution for department placement while highlighting the advantages of graph databases when working with highly interconnected data.

Keywords

Neo4j, grafová databáze, Node.js, backend, alokace oddělení, optimalizace, REST API, organizační struktura, javascript

Keywords

Node.js, Neo4j, graph database, backend, javascript, allocation of departments, optimization, REST API, organizational structure

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 4. 2026

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2026
• Supervisor: doc. Ing. Vojtěch Merunka, Ph.D.
• Reader: Martin Molhanec, Bc., externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Economics and Management

Master programme:
Informatika