計(jì)算機(jī)信息管理基礎(chǔ)(清大)
清華大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息管理中心 計(jì)算機(jī)信息管理基礎(chǔ) 教學(xué)內(nèi)容 應(yīng)用：介紹開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的過(guò)程和方法 Delphi: 可視化的，面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)工具 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：討論表示、存貯數(shù)據(jù)，高效地獲取數(shù)據(jù)的方法，涉及DB（DataBase）體 系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)模型、關(guān)系代數(shù)、DB設(shè)計(jì)理論、DB安全性、完整性，并發(fā) 控制等知識(shí)點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成及通訊協(xié)議 課程要求 了解計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)的基本概念及其應(yīng)用，掌握開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)涉及的基礎(chǔ)知識(shí) ，開(kāi)發(fā)過(guò)程和開(kāi)發(fā)方法 參考書(shū) 1. 計(jì)算機(jī)信息管理基礎(chǔ) 清華大學(xué)計(jì)算中心 編著 （教材） 2. 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用 龍守諶 編著 （科學(xué)出版社） 3. 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論（第2版） 薩師煊、王珊 編著 （高等教育出版社） 4. Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ) 俞盤(pán)祥 編著 清華大學(xué)出版社 5. Delphi: 程序設(shè)計(jì) 黃建華、羅慶祖、江政杰 編著 （清華大學(xué)出版社） 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息管理中心 第一章 信息系統(tǒng)的概念及其應(yīng)用 1.1 基本概念 數(shù)據(jù)和信息 數(shù)據(jù)（Data）：為客觀實(shí)體的屬性值，它表示原始的，沒(méi)有加工過(guò)的數(shù)據(jù)。如數(shù)字、 字符串、語(yǔ)言、聲音、圖形等。 信息：通過(guò)加工和處理以后的數(shù)據(jù)。信息有如下特點(diǎn)： · 有一定的含義 · 具有可用性（強(qiáng)調(diào)經(jīng)過(guò)加工），與目的有關(guān) · 可傳遞、可存貯、可共享 · 時(shí)間性 信息和數(shù)據(jù)的關(guān)系，如圖所示： 原始數(shù)據(jù)，用實(shí)體（Entity）、屬性（Property）、屬性值（Value）表示。通過(guò)分 析、匯總獲得信息 信息可以從多種角度分類(lèi)，按應(yīng)用領(lǐng)域可分為經(jīng)濟(jì)信息、社會(huì)信息、科技信息、軍事 信息、外交信息等。按形式分類(lèi)，可分成數(shù)據(jù)信息、圖像信息、聲音信息等。 信息管理 信息管理是一種管理行為，從數(shù)據(jù)角度，信息管理是指對(duì)數(shù)據(jù)本身的各種管理活動(dòng)。 其中有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的管理，對(duì)數(shù)據(jù)的維護(hù)、數(shù)據(jù)的安全、保密管理、數(shù)據(jù)處理等。這種管 理是技術(shù)上的措施，是多用戶共享使用數(shù)據(jù)環(huán)境下不可缺少的功能。 在企業(yè)管理過(guò)程中，為了達(dá)到某種特定目標(biāo)，在大量的信息中選擇有用的信息，進(jìn)行 有效的收集、分類(lèi)、整理、分析和傳遞等一系列的信息處理的過(guò)程也稱(chēng)為信息管理。 例如：一個(gè)企業(yè)，它的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)是T，Q，C，S。圍繞這一目標(biāo)，我們把整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng) 活動(dòng)歸為以下3類(lèi)： 生產(chǎn)活動(dòng)：圍繞物料流進(jìn)行 管理活動(dòng)：圍繞生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行。它對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行指揮、監(jiān)控、協(xié)調(diào)、控制，并從生 產(chǎn)活動(dòng)中收集信息進(jìn)行分類(lèi)、匯總，作為領(lǐng)導(dǎo)決策的依據(jù)。 信息管理是各種信息系統(tǒng)應(yīng)具備的主要功能。 信息系統(tǒng)的主要形式：人((機(jī)系統(tǒng) 以計(jì)算機(jī)為主要支持工具，通過(guò)人和機(jī)器一系列的交互活動(dòng)，獲取知識(shí)，獲取信息。 1.2 信息系統(tǒng)的應(yīng)用及其發(fā)展 電子數(shù)據(jù)處理階段 1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，計(jì)算機(jī)主要做統(tǒng)計(jì)，計(jì)算。 事務(wù)處理系統(tǒng)階段 計(jì)算機(jī)逐步應(yīng)用于企業(yè)的部分業(yè)務(wù)管理，生成財(cái)務(wù)報(bào)告，簡(jiǎn)單的訂票系統(tǒng)，管理活動(dòng) 以人工為主。（60年代末） 管理信息系統(tǒng)階段 MIS (Management Information system 70年代中期) MIS系統(tǒng)是以一個(gè)部門(mén)的管理為背景，以基層事務(wù)處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以完成該部門(mén)的 總體任務(wù)為目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)企業(yè)中各局部系統(tǒng)之間信息相互聯(lián)系的綜合系統(tǒng)。 MIS系統(tǒng)對(duì)企業(yè)的影響 a. 提高了科學(xué)管理水平 b. 增強(qiáng)了企業(yè)組織的活力 c. 提高了管理人員的素質(zhì)和管理水平 d. 提高了企業(yè)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力 e. 提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 辦公信息系統(tǒng)階段 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）階段 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息管理中心 第二章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成 所謂計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通訊設(shè)備和線路將地理位置不同的，功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)互連起來(lái)，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件（即網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，信息交換方式及網(wǎng)絡(luò)操作系 統(tǒng)等）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。 組成網(wǎng)絡(luò)的基本軟硬件部件： 網(wǎng)卡和媒體 網(wǎng)絡(luò)工作站 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 網(wǎng)間連接器 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件 2.2 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 14. 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù) 傳送數(shù)據(jù)可以按一次一位或一次多位的方式進(jìn)行，這就是所謂的串行傳送與并行傳送 。從硬件的角度，不同的傳送方式有不同的I/O接口電路，并行數(shù)據(jù)傳送由并行數(shù)據(jù)端口 進(jìn)行，它把一個(gè)字節(jié)/字的寬度同時(shí)進(jìn)行輸入/輸出；而串行數(shù)據(jù)傳送由串行數(shù)據(jù)端口進(jìn) 行，它把一個(gè)字節(jié)/字變成按位方式進(jìn)行輸入/輸出。 數(shù)據(jù)交換技術(shù) 最簡(jiǎn)單的形式是在兩個(gè)用某種類(lèi)型的傳輸介質(zhì)直接連接的設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。但 是直接連接兩個(gè)設(shè)備常常是不現(xiàn)實(shí)的。通常是通過(guò)有中間結(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)把數(shù)據(jù)從源地發(fā) 送到目的地實(shí)現(xiàn)通訊。這些中間結(jié)點(diǎn)并不關(guān)心數(shù)據(jù)內(nèi)容，只起一個(gè)交換設(shè)備的作用把數(shù) 據(jù)從一個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)結(jié)點(diǎn)。 通常將希望通信的設(shè)備稱(chēng)為站，而將提供通信的設(shè)備稱(chēng)為結(jié)點(diǎn)。 常用的交換技術(shù)有： a. 線路交換 使用線路交換的方式，就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)在兩個(gè)站之間建立一條專(zhuān)用的通信線路 。最普通的線路交換例子是電話系統(tǒng)。 建立線路：在傳送任何數(shù)據(jù)之前，必須建立站到站的線路。 傳送數(shù)據(jù) 拆除線路 b. 存儲(chǔ)交換 在存貯交換中，不需要在兩個(gè)站之間建立一條專(zhuān)用通路。如果一個(gè)站想要發(fā)送一個(gè)報(bào) 文（信息的一個(gè)邏輯單位），它把一個(gè)目的地址附加在報(bào)文上，然后把報(bào)文從結(jié)點(diǎn)到結(jié) 點(diǎn)地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)。在每個(gè)結(jié)點(diǎn)暫存整個(gè)報(bào)文，然后轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)。 c. 分組交換 試圖結(jié)合線路交換和存儲(chǔ)交換的優(yōu)點(diǎn)，而使兩者缺點(diǎn)最少。 分組交換很象報(bào)文交換。形式上的主要差別在于，在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，要限制所傳輸 的數(shù)據(jù)單位的長(zhǎng)度，也就是說(shuō)，將數(shù)據(jù)報(bào)文分割成若干長(zhǎng)度較短的分組進(jìn)行傳輸，每個(gè) 分組除數(shù)據(jù)信息外，還包含地址標(biāo)識(shí)，分組編號(hào)，檢驗(yàn)信息等。 報(bào)文在發(fā)送端進(jìn)行分割，其中每個(gè)分組可經(jīng)過(guò)不同的路由傳輸。途中經(jīng)過(guò)每個(gè)結(jié)點(diǎn)的 時(shí)候，先存儲(chǔ)后轉(zhuǎn)發(fā)，并檢查，有錯(cuò)誤時(shí)重發(fā)，回送應(yīng)答信息。當(dāng)接收端正確收到全部 分組后，再按分組編號(hào)重新裝成數(shù)據(jù)報(bào)文。 2.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指通過(guò)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，為網(wǎng)絡(luò)硬件，軟件、協(xié)議，存取控制 和拓?fù)涮峁?biāo)準(zhǔn)。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)廣泛采用的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1979年提出的開(kāi)放系統(tǒng)互連（ OSI）的參考模型。該模型用七個(gè)功能層次描述網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)： 層次 功能 |應(yīng)用層 | |提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如文件傳輸，虛擬終端， | | | |電子郵件等 | |表示層 | |數(shù)據(jù)表示和字符編碼轉(zhuǎn)換 | |會(huì)話層 | |對(duì)話管理，包括通訊的建立和拆除 | |傳輸層 | |端到端的數(shù)據(jù)發(fā)送 | |網(wǎng)絡(luò)層 | |確定分組從源端到目的端的路徑選擇 | |數(shù)據(jù)鏈路層 | |任務(wù)是把物理層傳輸比特的功能加強(qiáng)，使之為 | | | |網(wǎng)絡(luò)層顯現(xiàn)一條無(wú)措線路 | |物理層 | |涉及原始數(shù)據(jù)在通訊道上的傳輸 | OSI參考模型層次和功能 從網(wǎng)絡(luò)互連的角度來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵要素是協(xié)議和拓?fù)洹?協(xié)議 協(xié)議是規(guī)則的集合，它規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)的不同部分是如何交互的，從而保證了網(wǎng)絡(luò)上的設(shè) 備彼此之間能夠通訊。 1. 低層協(xié)議。通常在OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層操作，低層協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)基本的 物理和邏輯特征。 2. 高層協(xié)議。通常在OSI模型的網(wǎng)絡(luò)層以上層操作，高層協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部更復(fù)雜的 邏輯結(jié)構(gòu)， 拓?fù)?拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備之間的連接形式。基本的局域網(wǎng)拓?fù)漕?lèi)型包括： · 總線拓?fù)?，所有設(shè)備連接到干線電纜構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的總線，或中樞（backbone） · 星型拓?fù)?，所有設(shè)備連接到一個(gè)中心點(diǎn)，此中心點(diǎn)稱(chēng)做網(wǎng)絡(luò)的集線器（hub）。 · 環(huán)型拓?fù)洌性O(shè)備彼此串行連接，就像連成鏈一樣，構(gòu)成了一個(gè)回路或稱(chēng)做環(huán)（rin g）。 ·混合拓?fù)洌阂陨贤負(fù)涞幕旌辖Y(jié)構(gòu)。 2.4 局域網(wǎng)的基本組成 1. 網(wǎng)卡和媒體 網(wǎng)卡和媒體影響所組成網(wǎng)絡(luò)的傳輸率，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、地理范圍、傳輸效率，輸可靠性等 。 2. 網(wǎng)絡(luò)工作站 網(wǎng)絡(luò)工作站為聯(lián)網(wǎng)用戶所使用的計(jì)算機(jī)。在這類(lèi)微機(jī)工作站上可配置DOS、OS/2、Wi ndows等操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)軟件。 3. 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 局域網(wǎng)中服務(wù)器配置有兩種：文件服務(wù)器和通訊服務(wù)器。文件服務(wù)器在局域網(wǎng)上可選 用高檔微機(jī)作為文件服務(wù)器。在文件服務(wù)器上可配置大容量的硬盤(pán)，優(yōu)質(zhì)打印機(jī)，為網(wǎng) 上用戶提供服務(wù)。 服務(wù)器上配置相應(yīng)的軟件，可與遠(yuǎn)程主機(jī)等設(shè)備通訊。 4. 網(wǎng)間連接器 網(wǎng)絡(luò)的互連有四種可能型式 · LAN－LAN · LAN－WAN · WAN－WAN · LAN－WAN－LAN 網(wǎng)間互連的設(shè)備主要有： 5. 中繼器（一層） 中繼器是最低層次的設(shè)備，它只起放大信號(hào)的作用。在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)時(shí)，若網(wǎng)絡(luò)段已超過(guò) 最大長(zhǎng)度，則要用中繼器來(lái)延伸。 6. 網(wǎng)橋（二層） 橋是一種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用來(lái)連接兩個(gè)同類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)。所謂同類(lèi)網(wǎng)絡(luò)是指操作系統(tǒng)是一 致的。在橋接的網(wǎng)絡(luò)中若由文件服務(wù)器兼做網(wǎng)橋稱(chēng)內(nèi)橋。若專(zhuān)門(mén)用一臺(tái)微機(jī)作為兩個(gè)網(wǎng) 絡(luò)互連的設(shè)備稱(chēng)外橋。 7. 路由器（三層） 當(dāng)兩個(gè)以上同類(lèi)網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)，必須選用路由器。路由器除了具有網(wǎng)橋的全部功能外， 還提供路經(jīng)選擇功能。路由器有兩種類(lèi)型：內(nèi)部路由器和外部部由器。內(nèi)部路由器由文 件服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，也可以在網(wǎng)絡(luò)中單獨(dú)用一臺(tái)PC機(jī)作為外部路由器。 8. 網(wǎng)關(guān)(Gateway) 網(wǎng)間連接器網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在OSI模型的高層，能支持從傳送層到應(yīng)用層的協(xié)議。它可執(zhí)行 協(xié)議的轉(zhuǎn)換，使不同協(xié)議的局域網(wǎng)通信。當(dāng)異類(lèi)局域網(wǎng)（異種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)），局域網(wǎng) 與主機(jī)，局部網(wǎng)與廣域網(wǎng)互連時(shí)，在局域網(wǎng)上必須配置網(wǎng)關(guān)。 2.5 SQL*Net簡(jiǎn)介 網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)的使用方式發(fā)生了根本的變化，大大提高了資源的利用率。網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也使得數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)從集中式數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展成為分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，使得分布 式數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶可以象存取本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)一樣存取遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)。 SQL*Net是Oracle公司為分布式Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一個(gè)通訊軟件模塊（選 件），該選件與各種操作系統(tǒng)所支持的通信協(xié)議一起為Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDB MS)提供分布式的處理環(huán)境。分布處理是指不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上的多個(gè)程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送信息 來(lái)協(xié)調(diào)它們的工作。 9. SQL*Net支持的通訊模式有： 客戶/服務(wù)器(Client/Server)通訊模式 服務(wù)器/服務(wù)器(Server/Server) 瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/DB服務(wù)器 (Browse/App Server/DB Server)通訊模式 SQL*Net提供以下功能： a. 網(wǎng)絡(luò)上任何地方的用戶，通過(guò)SQL*Net可以向網(wǎng)內(nèi)任一結(jié)點(diǎn)上的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)注冊(cè)并使用 遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)庫(kù)。 b. 通過(guò)SQL*Net，利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的分布處理能力，用戶可以同時(shí)存取網(wǎng)內(nèi)多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中 的數(shù)據(jù)。Oracle分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)支持用戶在一條SQL語(yǔ)句中查詢、修改多個(gè)結(jié)點(diǎn)中的數(shù) 據(jù)。 c. SQL*Net獨(dú)立于它所支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，無(wú)論什么協(xié)議，SQL*Net提供相同的功能。 d. SQL*Net為分布式Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的用戶提供了物理位置透明性。 SQL*Net提供的數(shù)據(jù)訪問(wèn)方式有： 本地訪問(wèn) 遠(yuǎn)程訪問(wèn) 分布式的訪問(wèn) 第三章 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 數(shù)據(jù)庫(kù)方法 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是管理數(shù)據(jù)的一種最新方法，它研究如何組織數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如何能夠 高效地獲取和處理數(shù)據(jù)的方法。 [pic]信息系統(tǒng)的三個(gè)世界 3.1 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展及概述 階段1： 人工管理階段（50年代中期） 沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理軟件 階段2： 文件系統(tǒng)階段（50－60年代中） 有統(tǒng)一的軟件處理數(shù)據(jù)（如，COBOL語(yǔ)言） 數(shù)據(jù)可以組織成：順序、索引、直接文件形式 處理特點(diǎn)：程序＋數(shù)據(jù) 階段3： 數(shù)據(jù)庫(kù)階段（60年代末至今） 有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理軟件，管理數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性 強(qiáng)調(diào)面向企業(yè)面向系統(tǒng)組織數(shù)據(jù) 3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的體系結(jié)構(gòu) 3.2.1 三級(jí)模式的結(jié)構(gòu) DB的體系結(jié)構(gòu)分成三級(jí)： 內(nèi)模式又稱(chēng)存儲(chǔ)模式，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的內(nèi)部表示，即為數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ) 方式的描述。 外模式又稱(chēng)用戶模式，表示用戶能看到的數(shù)據(jù)。 概念模式又稱(chēng)邏輯模式，是DB中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。 DBMS在這三級(jí)結(jié)構(gòu)之間提供了兩層映象： 外模式/模式映象、模式/內(nèi)模式映象 3.2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)際可運(yùn)行的，按照一定的數(shù)據(jù)模型存貯，維護(hù)并向應(yīng)用系統(tǒng) 提供數(shù)據(jù)或信息支持的系統(tǒng)。它由以下部分組成： 數(shù)據(jù)庫(kù)（Database，DB） 21. 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database Management System, DBMS） DBMS 的主要功能： a. 數(shù)據(jù)庫(kù)定義：包括全局邏輯結(jié)構(gòu)（Schema）的定義。局部邏輯結(jié)構(gòu)（subschema）的定義 ，安全保密等的定義。 b. 數(shù)據(jù)庫(kù)管理：數(shù)據(jù)存取、完整性、安全性、并先控制等。 c. 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)、建庫(kù)、庫(kù)的遷移，再組織，數(shù)據(jù)的后備和恢復(fù)、性能監(jiān)控等。 應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具（程序設(shè)計(jì)軟件） 數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（Databa...
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