信息技术基础.ppt
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,信息技术基础,目录,1.信息与信息技术,2.计算机概述,3.信息编码与数制,4.计算机病毒与信息安全,PART1,信息与信息技术,信息与信息技术,信息是事物运动的状态及状态变换的方式；信息室认识主体所感知或表述的事物运动及其变化的形式、内容和效用；信息是指现实世界事物的存在方式或运动状态的反应,1、载体依附性2、时效性3、传递性4、共享性5、真伪性6、价值型不完全性、价值相对性,信息,一、1.2二、1.2三、1四、1五、1,三、2.3.4,信息、物质和能量是构成世界的三大要素,盲人摸象、一面之辞、管中窥豹等,一千个读者，一千个哈姆雷特,信息与信息技术,按表现形式按工作流程分：
信息获取技术、信息处理技术、信息传输技术、信息存储技术、信息控制技术和信息应用技术按功能层次分,五次信息技术革命,IT,一、7三、6,一、8.10,信息技术的概念,信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息的采集、存储、加工、传输和应用等处理技术为主要研究方向的技术系统的总称，是一门综合性的技术。
硬件技术,软件技术,也称物化技术，指各种信息设备和功能,指有关信息的获取、处理各种知识背景的方法和技能,硬件技术,软件技术,硬件技术,软件技术,硬件技术,硬件技术,硬件技术,基础层次的信息技术,支撑层次的信息技术,主体层次的信息技术,应用层次的信息技术,新燃料技术、新能源技术,电子技术、激光技术,计算机技术、通信技术,自动化、智能化、信息化应用软件和设备,一、3.6三、5,信息与信息技术,信息化社会,（一、4.5）,（三、7）,信息、物质和能量是构成世界的三大要素,信息化网络化全球化虚拟化,是指在国民经济和社会各个领域，不断推广和应用计算机、通信、网络等信息技术和其他相关智能技术，已达到全面提高经济运行效率、劳动生产率、企业核心竞争力和人民生活质量的目的。
PART2,计算机概述,计算机概述,计算机概念综述一、计算机的概念：
计算机是一种能够按照指令对各种数据和信息进行自动加工和处理的电子设备。
二、计算机的特点与应用：
特点：
1、运算速度快、精度高2、具有逻辑判断和记忆能力3、高度的自动化和灵活性应用：
可应用于科学计算、数据及事务处理、自动控制与人工智能、计算机辅助系统、通信与网络、计算机模拟等。
（一、9.18.19；61.62.63.64.65.66.67.68二、3.8三、62五、10）,计算机概述,计算机的诞生：
我们的祖先早在史前时期就已经知道了用石块和贝壳计数。
随着文化的发展，人类创造了简单的计算工具。
我国在唐朝就开始使用算盘，17世纪出现了计算尺，这些都是著名的手动计算工具。
1642年，法国数学家帕斯卡（Pascal）创造了第一台能完成加、减运算的机械计算器，用来计算税收，取得了很大的成功。
1673年德国莱布尼兹（Leibnitz）改进了帕斯卡的设计，增加了乘、除运算。
计算机概述,19世纪20年代，英国数学家巴贝奇（Babbage）才取得突破，从手动机械跃入机械自动时代，巴贝奇提出了自动计算机的基本概念：
要使计算机能自动进行计算，必须把计算步骤和原始数据预先地存放在机器内，并使计算机能取出这些数据，在必要时能进行一些简单的判断，决定自己下一步的计算顺序。
他还分别于1823年和1834年设计了一台差分机和一台分析机，提出了一些创造性的建议，从而奠定了现代数字计算机的基础。
18世纪末，法国数学界调集大批数学家人工编制完成了17卷数学用表。
尽管数学家们付出了很多努力，但该数学用表还是存在着大量的计算错误。
为了得到正确的数学用表，英国数学家巴贝奇于1822年研制出了世界上第一台差分机，成功解决了这个问题。
同时期巴贝奇设计了一台分析机，这台机器具备了输入、处理、存储、输出及控制五个基本部分。
计算机概述,机械计算到电动计算1884年，美国工程师赫尔曼霍雷斯（HermanHollerith）制造了第一台电动计算机，采用穿孔卡和弱电流技术进行数据处理，在美国人口普查中大显身手。
美国哈佛大学应用数学教授霍华德阿肯受巴贝奇思想启发，在1937年得到美国海军部的经费支持，开始设计“马克1号”（由IBM承建），于1944年交付使用。
“马克1号”采用全继电器，长51英尺、高8英尺，看上去像一节列车，有750000个零部件，里面的各种导线加起来总长500英里。
总耗资四五十万美元。
“马克1号”做乘法运算一次最多需要6秒，除法10多秒。
运算速度不算太快，但精确度很高（小数点后23位）。
计算机概述,机电全自动到电子数字虽然“马克1号”与ENIAC建成时间相距很近，但在技术的采用上相距甚远，ENIAC采用了电子管技术。
ENIAC的出现，使人类社会从此进入了电子计算机时代，在此之前的计算机都是机械式计算机，而ENIAC则采用了电子管作为主要元件，开创了电子计算机的新纪元，因此，人们视其为电子计算机的鼻祖。
计算机概述,第一台电子计算机（ENIAC）,ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator,ENIAC则采用了电子管作为主要元件，开创了电子计算机的新纪元,计算机概述,ENIAC：
世界上第一台电子计算机1942年在美国宾夕法尼亚大学任教的莫克利提出了用电子管组成计算机的设想，这一方案得到了美国陆军弹道研究所高尔斯特丹（Goldstine）的关注。
当时正值第二次世界大战之际，新武器研制中的弹道问题涉及许多复杂的计算，单靠手工计算已远远满足不了要求，急需自动计算的机器。
于是在美国陆军部的资助下，1943年开始了ENIAC的研制，并于1946年完成。
60秒钟射程的弹道计算时间由原来的20分钟缩短到30秒。
但它也明显存在着缺点。
它体积庞大，机器中约有18800只电子管，1500个继电器，70000只电阻及其他各类电气元件，运行时耗电量很大。
另外，它的存储容量很小，只能存10个字长为10位的十进位数，而且是用线路连接的方法来编排程序，因此每次解题都要靠人工改接连线，每计算一道题需要设置许多开关，拔插6000多根电缆（这就是艾尼阿克的“程序”）。
准备时间大大超过实际计算时间。
在当时，它的计算速度是史无前例的。
例如的计算，我国祖冲之8年算到小数点后7位；英国威廉香克斯几乎用毕生的精力计算到小数点后707位（后来人们发现第528位起是错的），而ENIAC只用了40秒就达到了707位。
1949年，有人用它计算了70小时，把的值计算到了小数点后第2037位。
（一、11.26二、7三、8.9四、2）,计算机概述,继电器与电子管在电子管内，每秒钟内电子流可开关100万次，在继电器中，每秒中只能达到100次，两者相差1万倍。
这也就是机械模拟计算与电子数字计算的区别。
ENIAC有18800个各种类型的电子管，为了解决电子管的散热大问题，ENIAC的工作现场便呈现了这样一番景象：
两台12匹马力的鼓风机，以每分钟600立方英尺的气流的强风吹个不停，同时又在关键部位挂上温度计、调节器和恒温器。
计算机概述,电子恐龙的缩骨法晶体管,1947年底，贝尔实验室研制出了可以替代电子管的晶体管。
晶体管能够完成电子管的一切工作，而且又解决了真空管自身所带的缺点，性能更加稳定。
晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。
电子管的缺点：
体积大；耗能高、散热量大。
晶体管的优点：
体积小；耗能低；性能稳定。
计算机概述,集成电路1958年9月，德州仪器公司工程师杰克基尔比（JackKilby）在锗晶片一个大拇指指甲盖大小的地方放置了5个元件，其中有四个晶体管。
在晶体管发明以前，人们无法想象能把各种电子元件组合在这么小的地方。
集成电路的出现改变了以往晶体管、电阻、电容器以及导线的“各行其事”，而将它们组织到一起。
随着技术的进步，硅晶片越来越小，也越来越薄，而其上的晶体管数目和管线则越来越多。
从基尔比模型上的4个晶体管，变成了60年代中期的10个，80年初的10000个，直至今日的几千万个。
计算机概述,计算机第一定律摩尔定律,1965年，戈登摩尔（GordonMoore）准备一个关于计算机存储器发展趋势的报告。
他整理了一份观察资料。
在他开始绘制数据时，发现了一个惊人的趋势。
每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量，每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的1824个月内。
如果这个趋势继续的话，计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。
计算机概述,计算机发展的几个阶段,电子计算机诞生后的半个世纪，构成计算机硬件的电子器件发生了几次重大的技术革新。
（一、22.23三、10.11.12.35）,计算机概述,计算机发展巨型化（计算复杂性）,运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机1975年世界上第一台超级计算机“Cray-I”超级计算机应用：
天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计算的高科技领域。
中国超级计算机：
国防科技大学研制的“银河1号”、“银河2号”和“银河3号”国家职能计算机中心推出的“曙光1000”和“曙光200I”,计算机概述,计算机发展微型化,计算机不再是单一的计算机器，而是一种信息机器，一种个人的信息机器。
计算机概述,计算机发展网络化,计算机网络：
计算机技术与通信技术结合的产物。
计算机网络的发展动力：
使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。
计算机概述,计算机发展智能化,“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的没有灵魂的机械来”。
笛卡尔（1637）,计算机概述,卡斯帕罗夫与“深蓝”“深蓝”是IBM开发的超级电脑，世界上水平最高的电脑棋手，它体重2.6吨，每秒能执行50100亿条指令，即每秒能计算出200300万步棋。
卡斯帕罗夫则是历史上最伟大的人类棋手。
1996年2月10日，卡斯帕罗夫以三胜两和一负的战绩令“深蓝”失手，捍卫了“人类的尊严”。
1997年5月12日，卡斯帕罗夫负于“更深的蓝”。
棋王要求重赛。
但IBM拒绝，并迅速将深蓝拆卸，使卡斯帕罗夫无法报仇。
2003年，一部纪录片正为此而拍摄，名为游戏结束：
卡斯帕罗夫与电脑（GameOver:
KasparovandtheMachine）；,卡斯帕罗夫（1963年），俄罗斯（前苏联）国际象棋棋手，国际象棋特级大师，前国际象棋世界冠军。
曾在1999年7月达到2851国际棋联国际等级分。
在1985年至2006年间曾23次获得世界排名第一。
曾11次取得国际象棋奥斯卡奖。
（一、25二、19三、27）,计算机概述,计算机分类,1、按数据表示分：
数字计算机、模拟计算机以及混合计算机。
模拟计算机用电流、电压等连续变化的物理量直接进行运算的计算机。
使用模拟计算机的主要目的，不在于获得数学问题的精确解，而在于给出一个可供进行实验研究的电子模型。
模拟电子计算机处理问题的精度差；所有的处理过程均需模拟电路来实现，电路结构复杂，抗外界干扰能力极差。
数字式电子计算机是当今世界电子计算机行业中的主流，其内部处理的是一种称为符号信号或数字信号的电信号。
它的主要特点是“离散”，在相邻的两个符号之间不可能有第三种符号存在。
由于这种处理信号的差异，使得它的组成结构和性能优于模拟式电子计算机。
混合计算机是把模拟计算机与数字计算机联合在一起应用于系统仿真的计算机系统。
例如在导弹系统仿真中，连续变化的姿态动力学模型由模拟计算机来实现，而导航和轨道计算则由数字计算机来实现。
混合计算机通过数模转换器和模数转换器将数字计算机和模拟计算机连接在一起，构成完整的混合计算机系统。
混合计算机一般由数字计算机、模拟计算机和混合接口三部分组成。
混合计算机同时具有数字计算机和模拟计算机的特点：
运算速度快、计算精度高、逻辑和存储能力强、存储容量大和仿真能力强。
（二、10）,计算机概述,2.按构成的器件划分为曾有的机械计算机和机电计算机，现用的电子计算机，正在研究的光子计算机、量子计算机、生物计算机、神经计算机等。
量子计算机量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理设备。
当某个设备处理和计算量子的信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。
神经网络计算机生物大脑神经网络可看作是一个大规模并行处理、紧密耦合的、能自行重组的计算网络。
神经网络使人能有效地组织和处理信息。
对神经网络进行研究，并从大脑工作的模型中抽取计算机设计的模型就是所谓的神经网络计算机。
化学、生物计算机从20世纪80年代开始，各国科学家们就在探计研制化学、生物计算机。
在运行机理上，化学计算机以化学制品中的微观碳分子作信息载体，来实现信息的传输与储存。
因此，它具有更小的体积、更快的运算速度和强大的计算能力，其信息传输速度可能比人脑思维速度还要快若干倍，具有十分诱人的发展前景。
光子计算机光子计算机是用光子代替现代半导体芯片中的电子，以光互联来代替导线制成数字计算机机。
计算机概述,3、按规模分，分为巨型、大型、中型、小型和微型计算机。
巨型机主要是从性能方面去定义的。
20世纪70年代，国际上以运算速度在每秒1000万次以上，存储容量在1000万位以上，价格在1000万美元以上的计算机为巨型机；也有人把运算速度超过每秒执行1000万条指令，主存储器容量达几兆字节的电子计算机作为巨型计算机。
到了80年代，巨型机的标准则为运算速度每秒1亿次以上，字长达64位，主存储器的容量达416兆字节的数字式电子计算机。
中国的银河计算机就属巨型机。
80年代大型机的标准是运算速度每秒100万次到1000万次，字长为3264位，主存储器的容量为0.58兆字节的计算机。
大型机多为通用型机，主要用于计算机通信网。
中型机的标准是计算速度每秒10万至100万次，字长32位，主存储器容量为1兆以下的计算机。
主要用于中小型局部计算机通信网中的管理。
小型机和微型机没有严格的界限，上述各种计算机的主要功能部件是以分离的形式通过导线连接在一起的，以构成完整的计算机系统，而单片计算机则将所有的功能部件集成在一起，形成仅仅为一片集成电路的计算机。
4、按功能分为通用计算机和专用计算机。
（二、11）,计算机概述,计算机系统的组成,计算机系统,CPU,（一、12.15.32.55二、12.三、30.47五、2）,计算机概述,中央处理器（cpu）,CPU是硬件系统的核心，他是采用大规模集成电路工艺制作的芯片，又称微处理器，它的性能高低直接决定了计算机性能的优劣。
它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
它与内存储器（Memory）和输入/输出（I/O）设备合称为电子计算机三大核心部件。
CPU性能参数通常包括：
频率（主频、外频、倍频和前端总线频率）缓存Cache（先于内存与CPU交换数据）扩展指令集字长（CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数，字长越长，计算机速度越快，精度越高）制作工艺（精度越高生产工艺越先进）酷睿IIQ9550（盒）2.83G/1333MHz/12MB/45nm/VT主频2.83G，前端总线1333MHz，L2缓存12MB，工艺45纳米VT-虚拟化技术,CPU内核工作的时钟频率，是运算时的工作频率，主频越高，运算速度越快,系统总线，CPU与周边设备传输数据的频率,CPU的主频与外频之间的比值,反应CPU和北桥芯片间总线的速度，其高低直接影响CPU访问内存的速度,L1Cache内部缓存,L2Cache外部缓存,（一、13.14.29.31.37.44二、16.17三、16.21.29.36.37.43四、3.4）,计算机概述,存储器,存储器是技术的记忆装置。
分为内存储器和外存储器。
内存储器存放将执行的程序（指令）和程序执行所需要的数据，信息能被CPU直接访问。
目前内存储器主要由半导体器件构成。
外存储器一般保存暂不执行的程序和数据或者是需长期保存的程序和数据。
不直接与CPU交换数据。
外存储器主要有软盘、硬盘、优盘、光盘等。
（一、24.48.49.51.52.53三、14.18.20.34.38.39.41.45五、7）,计算机概述,内存,内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。
计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。
内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。
内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的,计算机内存储器是由ROM和RAM共同组成的。
ROM是只读存储器，工作时其内容只能读出不能写入，计算机断电后，ROM存储单元中的内容依然保存，它一般存储计算机系统中固定的程序和数据，如引导程序和控制程序。
RAM是随机存储器，既可以读又可以写，速度比Cache慢，断电后，RAM中的内同会全部丢失，再次通电也不能恢复。
RAM分为静态RAM和动态RAM.,一、45.46.47.50二、9三、31.32.33五、6,计算机概述,BIOS：
“基本输入输出系统”它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机嘴重要的基本输入输出的程序、系统设置信息、开机上电自检程序和系统启动自检程序。
CMOS：
是微机主板上的一块可读写的RAM芯片，主要用来保存当前系统的硬件配置和操作人员对某些参数的设定。
硬盘,接口类型：
IDE:
PATA，速度133M/sSATA：
速度150M/sSATA2：
速度300M/sSCSI：
小型计算机系统专用接口。
使用中应注意的问题！
1、不要突然断电2、降温3、定期整理磁盘碎片4、防震,（一、35.56三、40.44四、5.6.7五、11）,计算机概述,输入设备,（一、36.38.39.40.41.42二、18三、17.42五、5）,输出设备,用于计算机各种信息的输入，是计算机信息的入口。
如：
键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、摄像头、光笔、触摸屏等。
把运算处理结果按照人们所要求的形式输出，是计算机信息的出口。
如：
显示器、打印机、绘图仪、音响等。
计算机概述,总线,一、43二、20三、13.19.24.25,目前在微机中广泛使用的总线标准有ISA工业标准总线、ELSA扩展工业标准总线、MCA微通道结构总线、PCI（外部设备互联标准）总线,计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。
计算机概述,软件系统,系统软件：
用于计算机调度、管理、监控、维护的软件。
常见的操作系统有：
DOS、Windows系列、Linux、Unix、OS/2等。
应用软件：
针对某个应用领域的具体问题而开发和研制的程序。
如：
文字处理软件、表处理软件、游戏软件等如Word、Wps、Excel、Access、Powerpoint、Outlook、Photoshop、ACDSee、Flash、Director、Cool3D、3Dmax、豪杰超级解霸、WindowsMediaPlayer、RealOnePlayer、VisaulFoxPro、SQLServer、Oracle、Flashget、NetAnts、CutFtp、FlashFxp、InternetExplorer、Netscape、Opera、Dreamweaver、QQ、MSN、UC等。
按知识产权分：
享有版权的软件：
只有版权的拥有者才能复制、出售或分发。
共享软件：
可以合法地制作、拷贝并分发，但不能出售。
免费软件：
可以获取、使用和出售。
（一、16.17.27.57.58.59二、15.三、48四、8）,计算机概述,计算机的软、硬件的联系,计算机是由硬件与软件结合而成的一个十分复杂的整体。
可以理解为：
软件在硬件的基础上工作，是对计算机功能的扩充。
1、计算机硬件是软件工作的基础2、系统软件为计算机系统有效地运行提供良好的工作环境3、应用软件使计算机信息处理能力得以充分发挥。
计算机概述,计算机的工作原理,冯诺依曼原理1、计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。
2、数据和程序以二进制代码形式存放在存储器中，存放的位置由地址确定。
3、控制器根据存放在存储器中的指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令的执行，控制器具有判断能力，能以计算结果为基础，选择不同的工作原理。
4、其核心思想是“存储程序与程序控制”。
（一、21.34.60三、28五、3）,计算机概述,存储程序工作原理计算机的两个基本能力：
一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。
计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。
EDSAC于1949年5月建成，它是世界上第一台真正实现内部存储程序的电子计算机，其中凝集着冯诺依曼等人设想，也是后来所有电脑的真正原型和范本。
计算机概述,计算机的指令系统指令：
是指指挥计算机执行某种操作的命令。
一条指令通常由两个部分组成：
操作码+地址码操作码：
指明该指令要完成的操作的类型或性质，如取数、做加法或输出数据等。
地址码：
指明操作对象的内容或所在的存储单元地址。
指令是对计算机进行程序控制的最小单位。
计算机的工作原理,（三、63四、9）,计算机概述,奠定现代计算机发展的重要人物和思想,香侬是现代信息论的著名创始人。
1938年，香侬在发表的论文继电器和开关电路的符号分析中，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以通过继电器电路来实现，明确地给出了实现加、减、乘、除等运算的电子电路的设计方法。
这篇论文成为开关电路理论的开端。
计算机概述,奠定现代计算机发展的重要人物和思想,阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则：
1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算，以保证精度；2）利用电子技术来实现控制、逻辑运算和算术运算，以保证计算速度；3）采用把计算功能和二进制数更新存储功能相分离的结构。
阿塔纳索夫倡导用电子管作开关元件，这为实现高速运算创造了条件。
阿塔纳索夫主张把数字存储和数字运算分开进行，这一思想一直贯穿到今天的计算机结构设计之中。
阿塔纳索夫及其同事于1939年研制出第一台数字计算机的模型。
计算机概述,奠定现代计算机发展的重要人物和思想,图灵与图灵机,1936年，24岁的英国人图灵发表了著名的论应用于决定问题的可计算数字一文，提出思考实验原理计算机概念。
图灵把人在计算时所做的工作分解成简单的动作，与人的计算类似，机器需要：
（1）存储器，用于储存计算结果；
（2）一种语言，表示运算和数字；（3）扫描；（4）计算意向，即在计算过程中下一步打算做什么；（5）执行下一步计算。
具体到一步计算，则分成：
（1）改变数字的符号；
（2）扫描区改变，如往左进位和往右添位等；（3）改变计算意向等。
图灵还采用了二进位制。
图灵就把人的工作机械化了，这种理想中的机器被称为“图灵机”。
PART3,信息编码与数制,计算机概述,计算机中采用二进制编码的原因：
1）易于物理实现；2）二进制数运算简单，硬件容易实现；3）系统稳定性高；4）通用性强；,数制,常用的数制有十进制（D）、二进制（B）、十六进制（H）和八进制（O）。
计算机只认识二进制,（一、70二、6.13三、58五、8）,计算机概述,进位计数制,1、进位计数制表示数值大小时，各数码与所处的位置有关。
例：
325进位计数制中的三个重要概念数码：
一组用来表示某种数制的符号基数表示某种进位制所具有的数码的个数。
例：
十进制1，2，3，4，5，6，7，8，9，0基数：
10权（位权）表示某种进位制的数中不同位置上数字的单位数值。
计算机概述,三种数制的介绍1、二进制数1）有两个基数吗：
0和12）采用逢二进一的进位规则3）每个数码在不同的数为上，对应不同的权值。
例：
1101+110=？
（1）二进制的算术运算：
A、加法：
0+0=00+1=1+0=11+1=10（逢二进一）,（五、13）,计算机概述,B、减法：
0-0=0
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