2024年大學(xué)試題(計算機科學(xué))-計算機仿真技術(shù)歷年高頻考點試卷專家薈萃含答案_第1頁
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文檔簡介

2024年大學(xué)試題(計算機科學(xué))-計算機仿真技術(shù)歷年高頻考點試卷專家薈萃含答案(圖片大小可自由調(diào)整)第1卷一.參考題庫(共25題)1.ADAMS有哪兩種建模方式?2.求f(kT)=kexp(-akT)的Z變換表達式。3.比較物理仿真和數(shù)學(xué)仿真的優(yōu)缺點。4. (1)A(1:3,3)=() (2)B(2:3)=() (3)A’=() (4)B.’=() (5)A.*B=() (6)A*B=()5.求一階微分方程Dx=ax+by(t),x(0)=x0的解。6.在DiscreateFlexibleLink對話框中,Segments代表什么?它的取值大小對柔性桿的創(chuàng)建有怎樣的影響?7.在ADAMS軟件中如何創(chuàng)建傳感器?8.已知系統(tǒng)傳遞函數(shù),試采用雙線性變換法求解系統(tǒng)差分方程,計算步長h=0.1s9.設(shè)系統(tǒng)微分方程為。式中,u和y分別為系統(tǒng)輸入和輸出量。試列寫可控標準型(即矩陣A為友矩陣)及可觀測標準型(即矩陣A為友矩陣轉(zhuǎn)置)狀態(tài)空間表達式。10.并行計算11.物理仿真12.仿真的分類有幾種?為什么?13.連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有哪幾種描述形式?14.簡述計算機仿真的基本步驟。15.簡述龍格-庫塔法的基本思路。16.計算機仿真技術(shù)與傳統(tǒng)的CAD/CAE/CAM技術(shù)的最大差別在什么地方?17.計算機仿真的三要素為系統(tǒng)、模型和計算機。18.離散事件系統(tǒng)一般應(yīng)用在什么地方?19.產(chǎn)生隨機變量的常用方法有()、()、()和()。20.使用宏命令的優(yōu)點是什么?21.數(shù)值積分方法有哪些?22.什么是數(shù)值穩(wěn)定性問題?如何保證計算中的數(shù)值穩(wěn)定性?23.系統(tǒng)仿真的定義?24.ADAMS生成柔性體的方法有哪兩種(具體介紹兩種方法的步驟)?25.簡述who指令和whos指令的區(qū)別。第2卷一.參考題庫(共25題)1.求二元函數(shù)方程組:sin(x-y)=0,cos(x+y)=0的解。2.仿真是指用()代替()進行實驗和研究。3.離散事件仿真模型的設(shè)計與實現(xiàn)?4.簡述控制系統(tǒng)設(shè)計時四種常用的校正方法。5.系統(tǒng)仿真6.定制用戶菜單的作用是什么?7.用圖來表示建模與仿真的基本組成與相互關(guān)系(即仿真三要素),并加以說明。8.已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示,1、2、3、4、5為典型環(huán)節(jié),a為常數(shù),試寫出其連接矩陣W、W0、Wc 9.數(shù)學(xué)模型的作用主要可從哪兩方面來表達?建模的兩個主要目標又是什么?10.簡述隨機數(shù)與隨機變量的作用、產(chǎn)生方法?11.計算機仿真的定義、類型、作用?12.歐拉法的遞推公式、特點及數(shù)值求解應(yīng)用?13.相似的常用方法有()、()、()、()。14.根據(jù)模型不同可以把控制系統(tǒng)仿真分為()、()、()。15.已知系統(tǒng)傳遞函數(shù),試采用零階保持器方法求解系統(tǒng)差分方程,采樣周期T=0.116.MATLAB提供了3種邏輯操作符,其中~表示非。17.簡述計算機仿真的過程。18.單步法與多步法、顯式法與隱式法、定步長與變步長的定義?19.分布交互仿真20.ADAMS軟件的英文全稱是什么?ADAMS的中文含義是什么?21.采用裝配法創(chuàng)建機構(gòu)模型的特點是什么?有什么優(yōu)點和缺點?22.什么是實時仿真?什么情況下需要進行實時仿真?它在算法上有什么要求?23.設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù) 試利用二階-龍格庫塔法求系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)。24.函數(shù)文件中函數(shù)名稱和文件名可以不同。25.subplot(211)把屏幕分成兩個部分,并把曲線放在左半部分。第3卷一.參考題庫(共25題)1.在SIMULINK中,簡述建立子系統(tǒng)的方法。2.已知系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為 試用MATLAB建立其狀態(tài)空間表達式。3.離散事件系統(tǒng)有()、()、()等基本要素。4.MATLAB中運算符號前帶有小點表示執(zhí)行元素對元素的運算。5.什么是產(chǎn)品全生命周期?6.簡述系統(tǒng)仿真的特點7.已知系統(tǒng)傳遞函數(shù),試求約當型動態(tài)方程,并畫出狀態(tài)變量圖。8.系統(tǒng)建模的途徑有哪幾種?9.什么叫系統(tǒng)?系統(tǒng)具有哪些特點?10.已知線性定常系統(tǒng)的狀態(tài)方程為 試利用Simulink求u(t)為單位階躍函數(shù)時系統(tǒng)狀態(tài)方程的解。11.凡是系統(tǒng)的輸入量是()的連續(xù)函數(shù),無論其輸出量是連續(xù)單調(diào)函數(shù)或是單值或是多值的函數(shù),均稱這個系統(tǒng)是連續(xù)系統(tǒng)。用()表示的系統(tǒng)可以是非線性或線性系統(tǒng),而對于()表示的系統(tǒng),只適用于單輸入-單輸出的線性定常系統(tǒng),所以表示有一定的局限性。12.什么是虛擬樣機技術(shù)?虛擬樣機技術(shù)的應(yīng)用軟件有哪些?13.建立系統(tǒng)模型的依據(jù)有哪些?14.多媒體仿真15.編寫函數(shù)文件myfunction.m,求任意矩陣的均方根值,且當矩陣aa=[1,2,3;3,4,5]時,完成在MATLABCOMMAND窗口下的調(diào)用。16.仿真的可信性評估包括哪幾方面?為什么要進行可信性評估?17.利用input()函數(shù)修改下圖所給程序ex3_1.m,將其中給定的參數(shù)r,numo,deno,numh和denh利用鍵盤輸入,使其變?yōu)檫B續(xù)控制系統(tǒng)面向傳遞函數(shù)的通用數(shù)字仿真程序。 18.求方程cos(t)^2*exp(-0.1t)=0.5t的解19.連續(xù)系統(tǒng)數(shù)值積分的基本思想?20.分析機械系統(tǒng)的固有頻率和振動模態(tài)的意義是什么?21.試比較數(shù)值積分法與離散相似法的區(qū)別。22.設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)方程為,并設(shè)系統(tǒng)狀態(tài)可控,試求a,b。23.編程實現(xiàn)用Euler法求初值問題的數(shù)值解,設(shè)方程如下:du/dt=√u+5u,且u(0)=1,t=[0,10],并取步長h=0.1。24.設(shè)D2y-3Dy+2y=x,y(0)=1,Dy(0)=0,求y(0.5)的值。25.為使仿真的結(jié)果被證實是真實可靠的,也就是結(jié)果是可信的,仿真所遵循的基本原則是相似原理:()、()和()。第1卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: A.DAMS軟件的建模方式: (1)應(yīng)用ADAMS2005直接建立幾何模型 (2)應(yīng)用其他三維CAD軟件建立幾何模型,然后通過相應(yīng)的接口導(dǎo)入adams中。2.參考答案: 3.參考答案:在仿真研究中,數(shù)學(xué)仿真只要有一臺數(shù)學(xué)仿真設(shè)備(如計算機等),就可以對不同的控制系統(tǒng)進行仿真實驗和研究,而且,進行一次仿真實驗研究的準備工作也比較簡單,主要是受控系統(tǒng)的建模、控制方式的確立和計算機編程。數(shù)學(xué)仿真實驗所需的時間比物理仿真大大縮短,實驗數(shù)據(jù)的處理也比物理仿真簡單的多。與數(shù)學(xué)仿真相比,物理仿真總是有實物介入,效果直觀逼真,精度高,可信度高,具有實時性與在線性的特點;但其需要進行大量的設(shè)備制造、安裝、接線及調(diào)試工作,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,造價較高,耗時過長,靈活性差,改變參數(shù)困難,模型難以重用,通用性不強。4.參考答案: ;[11];;;;5.參考答案: 6.參考答案:Segments代表柔性桿組成單元,segments的取值大小決定柔性桿的柔性。7.參考答案: A.DAMS創(chuàng)建傳感器的流程: (1)選擇Simulate/Sensor/New (2)更改Expression文本框內(nèi)容為要測量對象 (3)更改類型,如greaterthanorequal8.參考答案: 9.參考答案: 10.參考答案:并行計算(ParallelComputing)是指同時使用多種計算資源解決計算問題的過程。11.參考答案: 按照真實系統(tǒng)的物理性質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)的物理模型,并在物理模型上進行實驗的過程稱為物理仿真。 物理仿真優(yōu)點是:直觀、形象,也稱為“模擬”; 物理仿真缺點是:模型改變困難,實驗限制多,投資較大。12.參考答案:依據(jù)相似原理來分:物理仿真、數(shù)學(xué)仿真和混合仿真。物理仿真:就是應(yīng)用幾何相似原理,制作一個與實際系統(tǒng)相似但幾何尺寸較小或較大的物理模型(例如飛機模型放在氣流場相似的風洞中)進行實驗研究。數(shù)學(xué)仿真:就是應(yīng)用數(shù)學(xué)相似原理,構(gòu)成數(shù)學(xué)模型在計算機上進行研究。它由軟硬件仿真環(huán)境、動畫、圖形顯示、輸出打印設(shè)備等組成?;旌戏抡嬗址Q數(shù)學(xué)物理仿真,它是為了提高仿真的可信度或者針對一些難以建模的實體,在系統(tǒng)研究中往往把數(shù)學(xué)仿真、物理仿真和實體結(jié)合起來組成一個復(fù)雜的仿真系統(tǒng),這種在仿真環(huán)節(jié)中有部分實物介入的混合仿真也稱為半實物仿真或者半物理仿真。13.參考答案:微分方程、傳遞函數(shù)、狀態(tài)方程、結(jié)構(gòu)圖14.參考答案:(1)根據(jù)仿真目的確定仿真方案;(2)建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型;(3)選擇合適仿真方法,建立仿真模型;(4)編寫仿真程序并進行程序調(diào)試;(5)進行仿真實驗;(6)仿真結(jié)果分析。15.參考答案:用函數(shù)值f(t,y)的線性組合來代替f(t,y)的高階導(dǎo)數(shù)項。16.參考答案: 虛擬樣機技術(shù)與傳統(tǒng)的CAD/CAE/CAM技術(shù)最大的差別在于: 前者是面向系統(tǒng)的設(shè)計/分析/制造、以提高產(chǎn)品整體質(zhì)量和性能并降低開發(fā)與制造成本為目的; 而后者是面向產(chǎn)品零部件的設(shè)計/分析/制造、以提高零、部件的質(zhì)量和性能為目的。17.參考答案:正確18.參考答案: 離散事件系統(tǒng)仿真的應(yīng)用: 1.排隊系統(tǒng) 2.機械行業(yè)19.參考答案:反變換法;組合法;卷積法;接受——拒絕法20.參考答案: 使用宏命令的優(yōu)點: 1、提示作用; 2、宏可以減少所需要的鍵位,加快反應(yīng)速度; 3、讓復(fù)雜的問題簡單化;21.參考答案:歐拉法、梯度法、龍格一庫塔法、阿達姆斯法和吉爾法22.參考答案:所謂數(shù)值穩(wěn)定問題,是指在擾動影響下,其計算過程中誤差的積累是否受到控制的問題。如何保證:選擇合理的計算步長。23.參考答案:系統(tǒng)仿真(SystemSimulation)定義:是以相似原理、系統(tǒng)技術(shù)、信息技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ),以計算機、仿真軟件、仿真器和各種專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具,利用系統(tǒng)模型對真實的或設(shè)想的系統(tǒng)進行動態(tài)研究的一門多學(xué)科的綜合性技術(shù)。24.參考答案: A.DAMS生成柔性體的方法: 1、在adams軟件中直接創(chuàng)建柔性體,選擇Build/FlexibleBodies/.... 2、應(yīng)用三維繪圖軟件繪制實體模型,然后在有限元分析軟件ANSYS中打開實體模型文件進行劃分網(wǎng)格,保存后生成mnf文件,最后將mnf文件導(dǎo)入ADAMS中。25.參考答案:W.ho命令用于查詢變量名;W.hos命令可以查看所有變量的大小。第2卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 2.參考答案:模型;實際系統(tǒng)3.參考答案: 設(shè)計: 1、系統(tǒng)建模 2、確定仿真算法 3、建立仿真模型 4、設(shè)計仿真程序 5、仿真結(jié)果分析 實現(xiàn):事件調(diào)度法活動掃描法進程交互法4.參考答案:超前校正、滯后校正、滯后-超前校正和反饋校正。5.參考答案:系統(tǒng)仿真是利用相似理論、控制理論、計算技術(shù)等理論和技術(shù),通過綜合性的模型實驗來揭示原理的本質(zhì)和運動規(guī)律的科學(xué)方法。6.參考答案:定制用戶菜單欄的作用:將用戶化定制的有關(guān)命令統(tǒng)一放在定制的用戶菜單,方便用戶調(diào)用。7.參考答案: 系統(tǒng)是研究的對象,模型是系統(tǒng)的抽象,仿真是對模型的實驗傳統(tǒng)上: “系統(tǒng)建模”――系統(tǒng)辨識技術(shù)范疇 “仿真建?!报D―即針對不同形式的系統(tǒng)模型研究其求解算法 “仿真實驗”――檢驗(Verification)―“仿真程序”的檢驗 致效(Validation)――將仿真結(jié)果與實際系統(tǒng)的行為進行比較 現(xiàn)代仿真技術(shù):將仿真活動擴展到上述三個方面,并將其統(tǒng)一到同一環(huán)境中。 系統(tǒng)建模 基本定律及系統(tǒng)辨識等方法計算機程序化 用仿真方法確定實際系統(tǒng)的模型 基于模型庫的結(jié)構(gòu)化建模 采用面向?qū)ο蠼#∣bject-OrientedModeling)方法,在類庫的基礎(chǔ)上實現(xiàn)模型拼合與重用 仿真建模 許多新算法和新軟件 模型與實驗分離技術(shù),即模型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(datadriven) 仿真問題分為兩部分:模型與實驗 模型又分為兩部分:參數(shù)模型和參數(shù)值仿真實驗;將實驗框架與仿真運行控制區(qū),實驗框架定義一組條件,輸出函數(shù)的定義也與仿真模型分離開來8.參考答案: 9.參考答案: 作用:首先是幫助人們加深對客觀世界的認識。其次是提高人們的決策和對客觀世界的干預(yù)能力。 目標: 1、提高認識 2、提高干預(yù)能力10.參考答案: 隨機數(shù)產(chǎn)生的方法:隨機數(shù)表硬件設(shè)備數(shù)學(xué)公式 隨機數(shù)的作用:離散事件系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)就是產(chǎn)生隨機數(shù) 隨機變量的產(chǎn)生方法:反變換法、組合法、卷積法及取舍法 隨機變量的作用:隨機數(shù)與隨機變量的產(chǎn)生:MATLAB提供了兩個基本的函數(shù)用于產(chǎn)生隨機數(shù)。它們是rand和randn。11.參考答案: 計算機仿真(ComputerSimulation)定義:借助高速、大存儲量數(shù)字計算機及相關(guān)技術(shù),對復(fù)雜真實系統(tǒng)的運行過程或狀態(tài)進行數(shù)字化模擬的技術(shù)。 計算機仿真的分類: ①根據(jù)計算機分類:模擬計算機仿真、數(shù)字計算機仿真、模擬數(shù)字混合計算機仿真 ②根據(jù)仿真時鐘與實際時鐘的比例關(guān)系實時仿真、欠實時仿真、超實時仿真 ③根據(jù)系統(tǒng)模型的特性連續(xù)系統(tǒng)仿真、離散事件系統(tǒng)仿真12.參考答案: 特點:算法簡單,計算工作量小,且為單步顯式法,可自啟動,但精度較低。 Ym+1=ym+f(tm,ym)h13.參考答案:模式;模糊;組合;坐標變換14.參考答案:物理仿真;數(shù)字仿真;半實物仿真15.參考答案: 16.參考答案:正確17.參考答案: 第一步:根據(jù)仿真目的確定仿真方案根據(jù)仿真目的確定相應(yīng)的仿真結(jié)構(gòu)和方法,規(guī)定仿真的邊界條件與約束條件。 第二步:建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型對于簡單的系統(tǒng),可以通過某些基本定律來建立數(shù)學(xué)模型。而對于復(fù)雜的系統(tǒng),則必須利用實驗方法通過系統(tǒng)辯識技術(shù)來建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型是系統(tǒng)仿真的依據(jù),所以,數(shù)學(xué)模型的準確性是十分重要。 第三步:建立仿真模型即通過一定算法對原系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型進行離散化處理,就連續(xù)系統(tǒng)言,就是建立相應(yīng)的差分方程。第四步:編制仿真程序?qū)τ诜菍崟r仿真,可用一般高級語言或仿真語言。對于快速的實時仿真,往往需要用匯編語言。第五步:進行仿真實驗并輸出仿真結(jié)果通過實驗對仿真系統(tǒng)模型及程序進行校驗和修改,然后按系統(tǒng)仿真的要求輸出仿真結(jié)果。18.參考答案: 單步法是指計算某時刻數(shù)值yk+1,只需前一時刻tk有關(guān)信息,它是一種能自啟動的算法。 多步法是指計算某時刻數(shù)值yk+1需要tk,tk-1時刻有關(guān)信息,它是一種不能自啟動的算法。 顯式是指計算yk+1時所需數(shù)據(jù)均已算出。 隱式是指計算yk+1的算式中含有tk+1時刻的數(shù)據(jù)。因此在使用隱式公式中,需要用另一公式估計這里未知數(shù)據(jù),然后用隱式公式進行迭代,這叫預(yù)估-校正法。顯然這種方法不能自啟動。 定步長為積分步長h在仿真運行過程中始終不變。而積分步長在仿真運行過程中自動修正改變?yōu)樽儾介L。19.參考答案:分布交互仿真(DistributedInteractiveSimulation,簡稱DIS)系統(tǒng)是應(yīng)用仿真理論、仿真計算機(或其他仿真設(shè)備)、通信網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)等構(gòu)造的逼真的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境,進行作戰(zhàn)任務(wù)的演練、指揮員訓(xùn)練、大規(guī)模武器系統(tǒng)作戰(zhàn)效能評估等活動的先進的仿真技術(shù)20.參考答案: A.DAMS英文全稱全稱是:AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystem, 中文含義:機械系統(tǒng)自動動力學(xué)分析系統(tǒng)。21.參考答案:裝配法建模的定義:建立封閉機構(gòu)(比如曲柄搖桿機構(gòu))模型時如果只知道桿件的長度,但不知準確地位置,可以先按桿件的長度建立各個桿件,然后再用運動副-2bod-2loc的方式關(guān)聯(lián)各個連接點(裝配在一起),就可以得到所需要的機構(gòu)模型22.參考答案:即仿真時鐘與實際時鐘完全一致,模型仿真的速度與實際系統(tǒng)運行的速度相同。當被仿真的系統(tǒng)中存在物理模型或?qū)嵨飼r,必須進行實時仿真。23.參考答案: 24.參考答案:錯誤25.參考答案:錯誤第3卷參考答案一.參考題庫1.參考答案: 方法1:使用subsystem塊,然后添加所需要的模塊,增加輸入輸出端口即可; 方法2:在模塊窗口菜單選項中選擇[Edit>>CreatSubsystem]用一個子系統(tǒng)模塊代替選中的模塊組。2.參考答案: 3.參考答案:實體;活動;事件4.參考答案:正確5.參考答案:產(chǎn)品全生命周期:從產(chǎn)品研究、產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品試驗、產(chǎn)品制造、產(chǎn)品銷售、產(chǎn)品使用到產(chǎn)品最終報廢的過程6.參考答案: 1仿真的實驗性質(zhì) 仿真基本上是一種通過實驗來研究系統(tǒng)的綜合實驗技術(shù),具有一般實驗的性質(zhì)。不論是利用仿真技術(shù)進行系統(tǒng)分析還是設(shè)計,都必須通過一系統(tǒng)實驗來完成。所建立的仿真模型應(yīng)具有實驗的性質(zhì),即模型與原型的功能及參數(shù)之間應(yīng)有相似性和對應(yīng)性 2數(shù)字仿真與解析法 解析法是應(yīng)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)、演繹去求解數(shù)學(xué)模型的方法,而數(shù)字仿真是通過計算機在數(shù)學(xué)模型上進行一系列實驗來研究問題的方法。 解析法求解問題得出對問題的通解,而數(shù)字仿真的每一次運行只能給出在特定條件的數(shù)值解(特解)。用解析法所能求解的問題是有限的,而仿真適應(yīng)范圍廣。 3數(shù)字仿真與數(shù)值求解。數(shù)字仿真是指建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并在計算機上運行和分析的整個過程;數(shù)值求解則是仿真所采用的在計算機上求解數(shù)學(xué)模型的方法。7.參考答案: 8.參考答案: 演繹法:對于白盒系統(tǒng),利用一些已知的基本定理,經(jīng)過分析和演繹導(dǎo)出系統(tǒng)模型(也叫理論建模); 歸納法:黑盒或灰盒系統(tǒng),如果允許直接進行實驗性觀測,可假設(shè)模型并通過實驗對假設(shè)的模型加以驗證和修正;如果是黑盒系統(tǒng)且又不允許直接實驗觀測的系統(tǒng),可采用數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計歸納的方法來假設(shè)模型(也叫系統(tǒng)辨識建模)。 混合法:實際上采用單一的途徑建模很難獲得有效的結(jié)果,通常是采用混合的途徑。9.參考答案: 系統(tǒng):為實現(xiàn)規(guī)定功能以達到某一目標而構(gòu)成的相互關(guān)聯(lián)的一個集合體或裝置(部件)。 系統(tǒng)具有以下四個特點: ①系統(tǒng)是由部件組成的,部件處于運動狀態(tài); ②部件之間存在著聯(lián)系; ③系統(tǒng)行為的輸出也就是對目標的貢獻,系統(tǒng)各主量和的貢獻大于各主量貢獻之和,即系統(tǒng)的觀點1+1>2; ④系統(tǒng)的狀態(tài)是可以轉(zhuǎn)換的,在某些情況下系統(tǒng)有輸入和輸出,系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是可以控制的。10.參考答案: 11.參考答案:時間t;微分方程;傳遞函數(shù)12.參考答案: 虛擬樣機(VirtualPrototyping簡稱VP)技術(shù)又稱為機械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù),是一項計算機輔助工程(CAE)技術(shù),是建模仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)技術(shù)、計算輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)等技術(shù)綜合集成。目前世界范圍內(nèi)流行使用的機械系統(tǒng)的仿真軟件有ADAMS和比利時LMS的DADS(DynamicAnalysisand

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