面向对象课程设计要求.docx
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面向对象课程设计要求
宁夏大学数学计算机学院
中间件课题报告
课题______中间件的发展趋势__________
班级________2012级软件工程一班______
学号________12012241801_____________
姓名___________马龙_____________
指导教师____________毕利_______________
日期________2014年10月14日_______
中文摘要：
关键字：
Abstract:
Keywords:
目录
（要求：
给出一级和二级目录，四号字,1.25倍行距。
）
第一章中间件概述
（一）引言
计算机技术和网络技术的不断发展使得客户机-服务器体系结构得到蓬勃发展，但是随着应用水平的不断提高以及企业应用的不断扩大，构建在两层客户机-服务器之上的计算机应用系统的局限性就愈发地暴露出来。
而且在分布式计算模式环境中，无论是硬件平台还是软件平台都不可能做到统一。
而大规模的应用软件通常要求在软硬件各不相同的分布式网络上运行。
所以为了克服这种局限性、更好地开发和应用能够运行在这种异构平台上的软件，迫切需要一种基于标准的、独立于计算机硬件以及操作系统的开发和运行环境，中间件技术就此应运而生。
（二）中间件的概念
中间件是介于应用系统和系统软件之间的一类软件，它使用系统软件所提供的基础服务（功能），衔接网络上应用系统的各个部分或不同的应用，能够达到资源共享、功能共享的目的。
目前，它并没有很严格的定义，但是普遍接受ＩＤＣ的定义：
中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。
从这个意义上
可以用一个等式来表示中间件：
中间件＝平台＋通信，这也就限定了只有用于分布式系统中才能叫中间件，同时也把它与支撑软件和实用软件区分开来。
一般认为，中间件必须具有以下特点：
（1）标准的协议和接口。
（2）分布计算，提供网络、硬件、操作系统透明性。
（3）满足大量应用的需要。
（4）能运行于多种硬件和操作系统平台。
其中具有标准的接口和协议非常重要，因为它可以实现不同硬件和操作系统平台上的数据共享和应用互操作。
从理论上讲，中间件有以下的工作机制：
在客户端上的应用程序需要从网络中的某个地方获取一定的数据或服务，这些数据或服务可能处于一个运行着不同操作系统和特定查询语言数据库的服务器中。
客户-服务器应用程序中负责寻找数据的部分只需访问一个中间件系统，由中间件完成到网络中找到数据源或服务，进而传输客户请求、重组答复信息，最后将结果送回应用程序的任务。
在具体实现上，中间件是一个用ＡＰＩ定义的软件层，具有强大的通信能力和良好的可扩展性的分布式软件管理框架。
（三）中间件的作用和分类
中间件的作用简单来说就是试图通过屏蔽各种复杂的技术细节使技术问题简单化。
具体地说，中间件屏蔽了底层操作统的复杂性，使程序开发人员面对一个简单而统一的开发环
境，减少程序设计的复杂性，将注意力集中在自己的业务上，不必再为程序在不同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上的负担。
所以说中间件带给应用系统的，不只是开发的简便、开发周期的缩短，同时也减少了系统的维护、运行和管理的工作量，还减少了计算机总体费用的投入。
其次，中间件作为新层次的基础软件，其重要作用是将不同时期、在不同操中间件技术操作系统上开发的应用软件集成起来，彼此像一个天衣无缝的整体协调工作，这是操作系统、数据库管理系统本身做不了的。
目前，针对不同的应用涌现出各具特色的中间件产品。
从不同的角度和层次对中间件有不同的分类。
根据中间件在系统中所起的作用和采用的技术不同，可以把中间件大致划分为以下几种：
（１）数据访问中间件
（２）远程过程调用中间件
（３）面向消息中间件
（４）面向对象的中间件
（５）事务处理中间件
（６）网络中间件
（７）终端仿真:
屏幕转换中间件
（四）中间件主要产品介绍
中间件是软件技术发展的一种潮流，被誉为发展最快的软件品种，目前国内外有不少厂商都是中间件技术的开发商和产品提供商。
全球最大的独立中间件厂商ＢＥＡ公司已开发出许
多中间件产品，如面向消息中间件ＢＥＡ ｅｌｉｎｋ，事务处理的中间件ＢＥＡ Ｔｕｘｅｄｏ等。
除了ＢＥＡ之外，像ＩＢＭ，Ｏｒａｃｄｅ和Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ及Ｓｕｍ等大厂商也早已注重中间件的开发ＩＢＭ在９０在ＭＱ Ｓｅｒｉｅｓ；另外ＩＢＭ则正在改进其Ｗｅｂｓｐｈｅｒｅ网站开发工具，以期将之改造成一个完整的电子商务平台。
Ｏｒａｃｌｅ公司也正式发布了ｏｒａｃｌｅ９ｉ应用服务器无线版，这是一个专门针对通信公司、消费类门户、应用服务提供商（ＡＳＰ）及相关公司开发和部署无线ｉｎｔｅｒｎｅｔ内容及应用服务的全套中间件。
而微软则也在准备着自己消息中间件的无线版本。
在国内，也有好多中间件产品问世，东方通科技有限公司率先推出国内第一个企业级的网络商务中间件平台Ｔｏｎｇｗｅｂ后又推出了消息中间件ＴｏｎｇＬＩＮＫ／Ｑ、交易中间件ＴａｎｇＥＡＳＹ等中间件产品。
２０００年７月底，金蝶公司又宣布投入巨资成立以中间件产品研发及销售为主营业务的Ａｐｕｓｉｃ软件公司，进军中间件市场。
目前其首推产品是基于Ｊ２ＥＥ技术的Ｗｅｂ－Ｅｎａｂｌｅｄ应用服务器，它实现了ＥＪＢ、ＨＴＴＰ ＳＥＲＶＬＥＴ、ＳＬＬ加密及ＸＭＬ解析器等Ｊ２ＥＥD核心技术，是第一个具有自主知识产权、完全用ｊａｖａ开发的Ｊ２ＥＥ中间件产品，适用于独立软件开发商、系统集成商和电子商务公司。
此外，国防科技大学和中科院软件所也在做中间件方面的工作。
第二章中间件发展现状
伴随着互联网技术的发展和全球经济一体化时代的来临，企业应用开始从局部自治的单业务种类、部分级应用向企业级应用转变，并促进了企业应用集成、企业间动态电子商务等网络信息系统技术的发展。
网络信息系统的目标就是把分布在各处的多个局部自治的异构信息系统通过网络集成在一起，以实现信息资源的广泛共享、集约化治理和协调工作，其中需要解决的一个关键题目就是如何将各局部自治的系统联合成为能够发挥综合效能并能够不断成长的大系统，为此，出现了对构建网络信息系统基础支撑平台的强烈需求。
中间件的概念在这样的背景下形成和发展。
为了直观地把握中间件（middleware）的基本概念，可以将网络和系统软件之上、应用系统之下的广袤疆域都视做中间件的领地，中间件被概括地理解为起承上启下作用的应用支撑平台。
应用的“多态性”、系统软件的复杂性，都需要依靠各种类型的中间件在其中运筹、调和。
中间件的核心作用是通过治理计算资源和网络通讯，为各类分布式应用软件共享资源提供支撑。
广义地看，中间件的总体作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。
从技术、产品和市场等角度对我国中间件发展现状进行了回顾和分析，通过总结目前网络应用中出现的一些新趋势，提出了中间件技术下一步发展的一些挑战性题目，并总结了中间件产品和市场的一些新特点
（一）发展现状
1.技术现状
中间件技术是在克服复杂网络应用的共性题目中不断发展和壮大起来的，这些题目可以回纳为四个方面：
1、从计算环境来看：
中间件面对的是一个复杂、不断变化的计算环境，要求中间件技术具有足够的灵活性和可成长性；
2、从资源治理的角度来看：
操纵系统和数据库治理系统治理的是有限资源，资源种类有限，资源量也有限，而中间件需要治理的资源类型（数据、服务、应用）更丰富，且资源扩展的边界是发散的；
3、从应用支撑角度来看：
中间件需要提供分布应用开发、集成、部署和运行治理的整个生命周期的总体运行模型；
4、从应用的角度来看：
利用中间件完成的往往是复杂、大范围的企业级应用，其关系错综复杂，流程交织。
例如客户关系治理系统需要集成多个企业内部应用，而供给链治理则涉及企业之间的应用集成。
因此，由于网络应用的复杂性，特别是分布、异构和自治等特点，决定了中间件技术和产品的形态多样性。
目前的中间件技术已经形成一个丰富的谱系（图1），并正在向上（应用框架和普适服务）和向下（融合操纵系统、数据库治理系统的功能）两个方向不断延伸，并在向更宽广的应用领域拓展。
在国内，国防科技大学、北京大学、北航、中科院软件所、东南大学等大学和院所很早就投进到中间件技术的研究中，并形成了一系列的成果。
在国家发改委、信息产业部电子发展基金和国家科技部863计划和政府其他基金资助下，通过各项目研究单位和国内骨干软件企业多年的不懈努力，国内在基础中间件领域已经形成丰富的技术积累，并在CORBA技术（国防科技大学与中创软件）、消息中间件技术（中科院软件所）、J2EE应用服务器（北京大学）、WebService（北航）等方面在技术上基本与国外保持同步发展的水平。
以CORBA技术为例，国防科技大学与中创软件以对象治理组织发布的CORBA及MDA标准体系为依据，并结合J2EE、XML、WebService等标准，对ORB、CORBA构件模型及其运行支撑技术、企业协同框架（CCA）、EAIProfile等进行了深进的研究，近3年在国内一级刊物和国际会议上发表50多篇文章，向对象治理组织（OMG）提交9项标准提案，已经从标准跟从阶段进进参与阶段，研究论文和成果在国际上得到广泛引用，国防科技大学CORBA研究成StarBu并获得国家科技进步二等奖。
图1中间件技术谱系
2.产品与市场现状
中间件作为基础软件作为基础软件的重要组成，业已与操纵系统、数据库齐头并进，在世界范围内呈现出迅猛发展的势头，已经形成一个巨大的产业。
目前，中间件在国内整个软件行业中应该是发展速度最快的市场之一。
中国软件产业经过20年的发展，很多部分的信息化建设都走过了关键业务应用和部分级应用的阶段，现在开始向企业级应用转变。
所谓企业级应用，最为人们所重视的就是各类信息资源之间如何关联、整合、协同、互动和按需服务，这些都是中间件能够发挥巨大作用的空间所在。
当然，中国软件产业整体上还比较弱，整个社会信息化的程度无论在广度、深度方面都还不够，这些自然也限制了国内软件产业及中间件的市场规模。
随着国家信息化建设的不断深进，社会对应用软件，特别是对网络应用起支撑作用的中间件产品的巨大需求是不争的事实，国内中间件的市场才刚刚开始启动，存在巨大的发展机会和空间。
同国外厂商比较，国内中间件厂商的整体实力还存在很大的差距。
假如仅仅从产品的功能上看，我们似乎并不比别人缺什么，但围绕中间件产品从研发到成功应用的全周期来看，我们还缺很多东西，暂时也很难对国外产品形成真正的竞争威胁。
应该说国内中间件产品的成熟度应该是没有题目的，但要市场普遍接受国产中间件产品，却还有一个相当长的过程。
以中创软件Infor系列中间件为例，我们提供的产品可在各类主流操纵系统平台和主流数据库上稳定可靠地运行，并可与通行的各种开发工具紧密融合，产品都具备丰富的系统治理功能，并已经在大量行业中获得了成功应用经验，即使如此，要真正形成具有号召力的中间件品牌，还有艰巨的路需要一步步往走。
同国外优秀中间件产品相比，我们还有大量需要鉴戒和学习的地方，例如在产品的发展方向把握、持续开发能力、产品化工作、市场运作等方面，我们都还要继续加强，不断完善。
当然，国内中间件厂商及其产品也具有非常明显的上风，我们贴近国家信息化的现实需求，已经积累了丰富的领域题目和中间件应用经验，我们的中间件产品可以在实用性和易用性方面更加贴近本地化市场需求，在技术支持和服务方面也具有相当的上风。
3.现状分析
综合产业产业界的发展情况，我国中间件产业在2004年呈现出如下发展特点：
技术多样化：
中间件已经成为网络应用系统开发、集成、部署、运行和治理必不可少的工具。
由于中间件技术涉及网络应用的各个层面，涵盖从基础通讯、数据访问、业务流程集成到应用展现等众多的环节，因此，中间件技术呈现出多样化的发展特点。
产品平台化：
由于传统的中间件技术门槛较高，学习周期较长，已经不能适应信息化建设对中间件的广泛应用需求。
为此，中间件产品从解决网络计算中的关键题目开始向一体化平台方向发展，以进步中间件产品的使用便利性，更全面地满足各种网络应用软件所要求的可靠性、可伸缩性和安全性的需要。
应用普及化：
中间件技术已经是成熟的技术。
我国大型信息化建设项目采纳中间件已经成为一种自然、例行的举措。
中间件的广泛使用，也进一步促进了应用框架技术的丰富和发展，并为建立企业信息化业务基础架构奠定了基础。
第三章中间件发展趋势
中间件是伴随着网络应用的发展而逐渐成长起来的技术体系。
最初的中间件发展驱动力是需要有一个公共的标准的应用开发平台来屏蔽不同操作系统之间的环境和API差异，也就是所谓操作系统与应用程序之间“中间”的这一层叫中间件。
但随着网络应用的需求，解决不同系统之间的网络通信、安全、事务的性能、传输的可靠性、语义的解析、数据和应用的整合这些问题，变成中间件的更重要的驱动因素。
因此，相继出现了解决网络应用的交易中间件、消息中间件、集成中间件等各种功能性的中间件技术和产品。
现在，中间件已经成为网络应用系统开发、集成、部署、运行和管理必不可少的工具。
由于中间件技术涉及网络应用的各个层面，涵盖从基础通讯、数据访问到应用集成等众多的环节，因此，中间件技术呈现出多样化的发展特点。
传统中间件在支持相对封闭、静态、稳定、易控的企业网络环境中的企业计算和信息资源共享方面取得了巨大成功，但在新时期以开放、动态、多变的互联网（Internet）为代表的网络技术冲击下，还是显露出了它的固有局限性，如功能较为专一化，产品和技术之间存在着较大的异构性，跨互联网的集成和协同工作能力不足，僵化的基础设施缺乏随需应变能力等等，在互联网计算带来的巨大挑战面前显得力不从心，时代要求新的技术变革。
中间件技术的发展方向，将聚焦于消除信息孤岛，推动无边界信息流，支撑开放、动态、多变的互联网环境中的复杂应用系统，实现对分布于互联网之上的各种自治信息资源（计算资源、数据资源、服务资源、软件资源）的简单、标准、快速、灵活、可信、高效能及低成本的集成、协同和综合利用，提高组织的IT基础设施的业务敏捷性，降低总体运维成本，促进IT与业务之间的匹配。
中间件技术正在呈现出业务化、服务化、一体化、虚拟化等诸多新的重要发展趋势。
（一）业务化：
中间件正在“变厚变宽”
中间件的本质特征是对计算环境的抽象和对应用共性的凝炼。
十年来，中间件的发展多在计算环境的抽象上。
目前的中间件可以在不同操作系统、不同网络环境下提供各种应用服务。
抽取分布系统构造中的共性问题，封装这些共性问题的解决机制，对外提供简单统一的接口，从而减少开发人员在解决这些共性问题时的难度和工作量。
因此，其显著特点之一就是自底向上的技术导向，它典型地是对操作系统、网络、编程语言等基础软件能力的抽象和封装，其关注主要聚焦于分布式应用构建的技术细节。
中间件变宽变厚
越来越多的网络应用将被抽象形成标准的平台服务，加入到中间件之中，成为重要的技术特征。
业务化代表了中间件对复杂业务支持方面的发展趋势，即，从自底向上技术驱动转变为更多自顶向下的应用层的业务驱动，凝练更多的应用和业务模式，支持复杂业务的开放式多方协同和按需集成能力。
众所周知，对组织而言，通过IT对信息进行有效的管理及利用是其业务成功的关键因素，IT是要为业务服务的。
中间件技术作为企业计算的核心基础设施之一，仅仅关注技术本身是不够的，尤其是在当今全球化趋势之中谋求生存和发展，IT信息系统及其基础设施对战略和业务的有效支持是至关重要的。
因此，作为共性的凝练，中间件不仅要从底层的技术入手，将共性技术的特征抽象进中间层，还要更多地把目光投向到业务层面上来，根据业务的需要，驱动自身能力的不断演进，即，不断出现的新的业务需要驱动了应用模式和信息系统能力的不断演进，进而要求中间件不断地凝练更多的业务共性，提供针对性支撑机制。
近年来，这一需求趋势愈发明显，越来越多的业务和应用模式被不断地抽象进入中间件的层次，如业务流程流、业务模型、业务规则、交互应用等等，其结果是中间件凝练的共性功能越来越多，形象的看，中间件的发展趋势之一就是变得越来越“厚”。
此外，在以互联网为代表的新技术推动下，伴随全球化的脚步以及国民经济和国家信息化建设的高速发展，企业/政府的业务合作和资源共享的广度、深度和频度都在不断的拓展，企业竞争本身已经从单纯的个体间行为演变为产业链层面上的激烈竞争，而电子商务的建设也呈现出从边沿向纵深的发展趋势。
企业信息化在ERP打破企业内部界限，形成企业内部无边界信息流的情况下，全程电子商务将实现企业、伙伴、供应商和客户的互联互通，打破企业间的界限，形成跨行业/组织/部门之间无边界信息流，复杂业务协同往往需要将原本零散、片段的业务流程（人工/自动）和信息优化进一个集成的环境，多个业务实体在互联网提供的广泛连通性基础之上进行开放、灵活、可信的信息交换和互操作，实现企业间的业务协同，及时响应变化并有效的支持业务战略的交付，从而快速形成新的竞争力优势。
因此，从支持基于互联网广泛连通性的复杂业务协同和集成的角度来看，形象地说，中间件的另一发展趋势是变得越来越“宽”。
（二）服务化：
中间件将面向服务，易于集成
服务化代表了中间件在提升IT基础设施的业务敏捷性方面的发展趋势，即支持对基于互联网的数据存储、软件和服务资源进行标准化的抽象和能力提供，桥接不同业务平台之间的技术异构性，并提供业务按需灵活组织的能力，让IT与业务密切匹配，提升组织的业务敏捷性。
企业最根本的痛点在于其易变的业务和僵化的IT基础设施之间的尖锐矛盾。
业务的易变性是企业试图通过业务差异化而谋求利益最大化的必然结果，是激烈的市场竞争的产物。
问题在于，企业常常发现：
业务需要改变，但IT却不能迅速地加以响应。
为什么？
根本原因就在于目前最重要的软件开发技术上存在着严重问题未能解决。
解决这些问题，技术的本质是复用、松耦合、互操作（标准）等软件技术的内在机制。
软件复用，即软件的重用，也叫再用，是指同一事物不作修改或稍加改动就多次重复使用。
从软件复用技术的发展来看，就是不断提升抽象级别，扩大复用范围。
最早的复用技术是子程序，人们发明子程序，就可以在不同系统之间进行复用了。
但是，子程序是最原始的复用，因为这种复用范围是一个可执行程序内复用，静态开发期复用，如果子程序修改，意味着所有调用这个子程序的程序必须重新编译、测试和发布。
为了解决这个问题，发明了组件（或者叫控件），如MS操作系统下的DLL组件。
组件将复用提升了一个层次，因为组件可以在一个系统内复用（同一种操作系统），而且是动态、运行期复用。
这样组件可以单独发展，组件与组件调用者之间的耦合度降低。
为解决分布式网络计算之间的组件复用，人们发明了企业对象组件，如（Com+,.NET,EJB等），或者叫分布式组件。
通过远程对象代理，来实现企业网络内复用，不同系统之间复用。
传统中间件的核心是组件对象的管理。
但分布式组件也是严重依赖其受控环境，由于构件实现和运行支撑技术之间存在着较大的异构性，不同技术设计和实现的构件之间无法直接组装式复用。
而现代中间件的发展重要趋势就是以服务为核心，如WebService,SCA/SDO等。
通过服务，或者服务组件来实现更高层次的复用、解耦和互操作，即SOA架构中间件。
因为服务是通过标准封装，服务组件之间的组装、编排和重组，来实现服务的复用。
而且这种复用，可以在不同企业之间，全球复用，达到复用的最高级别，并且是动态可配置的复用。
SOA架构在松耦合，将中间件的解耦过程也发展到了最后的境界。
传统软件将软件之中核心三部分网络连接、数据转换、业务逻辑全部耦合在一个整体之中，形成“铁板一块”的软件，“牵一发而动全身”，软件就难以适应变化。
分布式对象技术将连接逻辑进行分离，消息中间件将连接逻辑进行异步处理，增加了更大的灵活性。
消息代理和一些分布式对象中间件将数据转换也进行了分离。
而SOA架构，通过服务的封装，实现了业务逻辑与网络连接、数据转换等进行完全的解耦。
软件技术的不断解耦的过程
软件互操作技术也存在问题。
互联网前所未有的开放性意味着各节点可采用不同的中间件技术，对技术细节进行了私有化的约束，构件模型和架构没有统一标准，从而导致中间件平台自身在构件描述、发布、发现、调用、互操作协议及数据传输等方面呈现出巨大的异构性。
各种不良技术约束的结果是软件系统跨互联网进行交互变得困难重重，最终导致了跨企业/部门的业务集成和重组难以灵活快速的进行。
在软件的互操作方面，传统中间件只是实现了访问互操作，即通过标准化的API实现了同类系统之间的互操作，而连接互操作还是依赖于特定的访问协议，如JAVA使用RMI，CORBA使用IIOP等。
而SOA通过标准的、支持Internet、与操作系统无关的SOAP协议实现了连接互操作。
而且，服务的封装是采用XML协议，具有自解析和自定义的特性，这样，基于SOA的中间件还可以实现语义互操作。
基于服务的中间件
因此，下一代的中间件将在软件的模型、结构、互操作以及开发方法等四个方面进行优化：
模型：
构件模型弹性粒度化，即通过抽象层度更高的构件模型，实现具备更高结构独立性、内容自包含性和业务完整性的可复用构件，即服务。
并且在细粒度服务基础上，提供了更粗粒度的服务封装方式，即业务层面的封装，形成业务组件，就可以实现从组件模型到业务模型的全生命周期企业建模的能力。
结构：
结构松散化，即，将完整分离服务描述和服务功能实现以及服务的使用者和提供者，从而避免分布式应用系统构建和集成时常见的技术、组织、时间等不良约束。
互操作：
交互过程标准化，即，将与互操作相关的内容进行标准化定义，如服务封装、描述、发布、发现、调用等契约，通信协议以及数据交换格式等等。
最终实现访问互操作、连接互操作和语义互操作。
开发集成方法：
应用系统的构建方式由代码编写转为主要通过服务间的快捷组合及编排，完成更为复杂的业务逻辑的按需提供和改善，从而大大简化和加速应用系统的搭建及重构过程。
总之，服务化体现的是中间件在完整业务复用、灵活业务组织方面的发展趋势，其核心目标是提升IT基础设施的业务敏捷性。
因此，中间件将成为SOA的主要实现平台。
（三）一体化：
易于平台演化、易于开发、易于管理
一体化代表了种类繁多、功能相对单一的中间件产品趋向集成和整合，形成统一的互联网计算平台的发展趋势。
传统的中间件产品以各自问题域为核心形成了多种专门的中间件产品，如事务（交易）中间件、应用服务器、消息中间件、集成中间件等。
伴随着信息技术的发展，不同种类和厂商的中间件产品同时运行在Internet之上，共同组成了大规模关键网络应用系统的基础设施。
这些核心关键业务应用，涉及的功能需求广泛，功能单一的中间件产品已不足以完全满足全部需求。
客户需要一种开放的集成化中间件平台，更好的适应互联网计算环境的开放、动态、多变的特性。
因此，种类繁多的中间件产品不可避免的需要走向整合。
在一体化的趋势中，未来集成化的统一中间件平台所包含的各类中间件子产品共同组成了一个相互关联的有机整体，这种“集成化”，绝非简单拼凑，而是一种深度整合，具体体现在以下几个方面：
1.统一内核的产品体系结构，易于演化
集成化的统一中间件平台必须具备良好的可扩展性和更加有效的应用环境。
而使用微内核设计是构建中间
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