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文檔簡介

項目_

計算機基礎知

計算機的概念

目錄計算機(Computer)是一種能夠接

上一頁收和存儲信息,并按照存儲在其內(nèi)部的

下一頁程序(這些程序是人們意志的體現(xiàn))對

退出輸入的信息進行加工、處理,得到人們

所期望的結果,然后把處理結果輸出的

高度自動化的電子設備。

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化

計算機的起源與發(fā)展

"L計算機的起源

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化3

電子數(shù)字積分計算機

?內(nèi)裝18000個電子管

IlectronicumericalntegratorAndalculator?運算速度5000次/秒

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化4

馮.諾依曼一計算機之父

馮?諾依曼體系結構

?采用二進制形式表示數(shù)據(jù)和指令

?采用存儲程序方式

?由運算器、存儲器、控制器、輸

入設備和輸出設備五大部件組成計

算機系統(tǒng),并規(guī)定了這五部分的基

*“本功能

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化5

莪城電子管計算機(1946-1958)

特艮:存積龐大、運算速度低、成本高、可靠性差、內(nèi)存容量小。主要用于

科任訃賈,從事軍事和科學研究方面的工作

三代晶體管計算機(1958-1964)

特是:子積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。應用擴展到數(shù)據(jù)、自

岫有褥方面。

二代集成電路計算機(1964—1970)

可善性型脩儲容量進一步提高,體積更小,運算速度更快,價格更低,與

通1(密前結合起來。廣泛用于科學計算、數(shù)據(jù)處理、事務管理、工業(yè)控制

?-:?"?KT

L',二

「“,_,,“,?I3d蛆典典J,

...............—,I::U”1;196。年,美國1部公司研制成功第一個采用集成電路的通用電子

---...........Z.'--二二

計算機系列IBM北。系統(tǒng)

1第一章信息技術與計算機文化8

1

第集成電路計算機(1971年迄今)

計算機的存吟量和可靠性乂有了很大提高3f能更加完番的類型

除即型錄中型、大型機外,開始向巨型機和微型機(個人計算機)兩個方面

發(fā)最,便訃算機開始進入了辦公室、學校和家庭。

上一頁

下一頁

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化9

計算機的發(fā)展

:五一

目錄年代名稱元件出口應用

上一頁第一代電子管機器語言

電子管計算機科學計算

年?

下一頁19461957匯編語言

第二代高級程序

退出晶體管計算機晶體管數(shù)據(jù)處理

1958~1964設計語言

中小規(guī)模高級程序廣泛應用到

第三代集成電路計算機

1965~1970集成電路設計語言各個領域

第四代面向對象的

集成電路計算機集成電路網(wǎng)絡時代

高級語言

1971年?現(xiàn)在

幾\1里/、,nMA

第五代未來計算機JDNA

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化10

3.微型機的發(fā)屐

微型機已從4位機、8位機、16位機、32位機發(fā)

展到64位機。微型機的核心是微處理器。

;目錄I融理器推出時間字長主頻(12柳漉(晶帷數(shù)/片)

「,上一頁40041971年40.72,300

802861982年166?2513.4萬

下一頁803861985年3216—4027.5萬

?退出804861989年3225~100120萬

Pentixa1993年3260—233310萬

Pentimll19卯年32133?450750萬

Pentiimlll1999年32350-550950萬

Pentiui42000年321,400以上4,200萬

Itaniu(安厝)2001年648002500萬不包括Cacte)

Itaniui22002年64900~100022億

骸Xeon

2006年徽1600~37302.91億

(至強)5100系列

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化11

摩東定律

目錄3

■■生成電路?的晶體,數(shù)平.每18個月翻一

■■番’芯片的性能也隨之提國一倍

退出2003年2月摩爾發(fā)表講話說,摩爾定律

至少在未來10年中還能繼續(xù)發(fā)揮作用

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化.........>12

衫耳麻后微軟董事會:麻比扎差茨梃出

未來計算機能與人對話,進

入無線網(wǎng)絡。具有看、聽和說

的能力。無論是在家里還是辦

公室,人們都能夠通過對話操

縱計算機

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化13

2001年10月亞太會議上,蓋英提出

目錄

上一頁

下一頁未來十年,人類將迎來一個既個性

退出化又全球化的數(shù)字時代。未來的包腦,

會像一張紙那么大,它可以識別每一

個人的聲音,無論在何時、何地,人

們都可以自由地與世界交流,再沒有

在線與否的F艮制。

10/19/2

,在第13屆Windows硬體設計會議(2004年5月4日

至7日,華康頓州的西雅圖率行)上,蓋茨彳一、

口m_____________________________________b±y

,1.桌面電腦從32位過渡到64位運算已經(jīng)近在咫尺。微

軟將在第四季度推出WindowsXP及WindowsServer

2003的64位元版本。

預計到2005年年底,幾乎全部芯片將支持64位運算。

2.強調(diào)了“無縫運算(SeamlessComputing)”的重

要性,并表示不管在家或辦公,重要的是無論在哪種環(huán)

境都可隨時使用電腦。在這方面,“家庭概念電腦

(WindowsHomeConcept)”可算是無縫計算的典型一

例。,

19/2012第一章信息技術與計算機文化15

(2

計算機的特點及分類

目錄

八機的特二

上一頁3

下一頁

退出

運算速度快存儲容量大

通用性工作自動化

精確性

10/19/2012

計算機的特點及分類

石.計算機的分逐

目錄

上一頁

示一無1,按處理的對象劃分

退出模擬計算機數(shù)字計算機混合計算機

2.根據(jù)計算機的用途劃分

通用計算機專用計算機

3.根據(jù)計算機的規(guī)模劃分

巨型機小巨型機大型主機小型機

工作站個人計算機

10/19/2012

計算機應用

目錄

上一頁

下一頁1.科學計算

退出2.數(shù)據(jù)處理

3.過程控制

4.計算機輔助系統(tǒng)

5.人工智能

6.計算機網(wǎng)絡與通信

10/19/2012

計算機的發(fā)展趨勢

目錄

上一頁

下一頁

退出

1.巨型化2.微型化

3.網(wǎng)絡化4.智能化

5.多媒體化

10/19/2012

計算機基本系統(tǒng)

r運算器

中央處理器一

(CPU)1—控制器

只讀存儲器(ROM)

L-內(nèi)存儲

r-硬件系統(tǒng)隨機存儲器(RAM)

一輸入設備

L外部設備一一輸出設備

一外存儲器(磁帶、磁盤)

計算機系統(tǒng)一

廠操作系統(tǒng)

I-系統(tǒng)軟件一語言編降程序

1-實用程序

L軟件系統(tǒng)一

廠專用軟件包

匚應用軟件一

L-用戶開發(fā)的應用程序

10/19/2012

3.計算機的工作原理

攸,?系統(tǒng)是指所有構成計算機的物理實體

計算機的基本組成:控制器、運算器、存儲器、輸入設備、輸出設備

目錄

上一頁+運算器

下一頁

程序、數(shù)據(jù)結果

退出

輸入設備

控制器

數(shù)據(jù)走向

控制信號走向

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化21

中央處理器(CPU)

目錄CPU包括運算器和控制器,是計算機的運算和控制

中心。單CPU及多CPU

上一頁

下一頁控制器組成:程序計數(shù)器(PC)、指令寄存器、譯碼器、

退出操作控制部件等

控制器的主要任務是從內(nèi)存儲器中讀取指令,經(jīng)過譯碼

分析,再向各部件發(fā)出執(zhí)行指令的控制信號

取指T分析T執(zhí)行

自動執(zhí)行程序中的指令

運算器由ALU(算術邏輯單元)、累加器及若干通用寄存

器組成,主要完成各種算術運算和邏輯運算

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化22

存儲器是計算機記憶信息的裝置

可分為內(nèi)在3曲加存儲書—容

CPU量

內(nèi)部寄存器越

II越

速^^ache

(靜態(tài)隨機存儲器)大

度SRAM

越(動態(tài)隨機存儲器DRAM)

外存儲器便

(硬盤、光盤、優(yōu)盤等)宜

可以直接和中央處理器進行數(shù)據(jù)交換,因此存取速度

師至尾用來存放當前運行所需的程序和數(shù)據(jù)

地址:一般按字節(jié)分配地址

分類:

(1)只讀存儲器(ROM)

如BIOS(基本輸入輸出系統(tǒng))ROM

(2)隨機存取存儲器(RAM)

(3)Cache(高速緩沖存儲器)

(4)CMOS(存放機器系統(tǒng)的基本設置信息)

內(nèi)存儲器主要性能指標:內(nèi)存容量、存取周期

在CPU和內(nèi)存之間設置一種高速緩沖存儲器(Cache),以此彌補內(nèi)存的運行

2.外存儲器

^sr外存儲器簡稱外存。它通常是一種與主機相對獨立的

存儲器部件。與內(nèi)存比較,外存容量一般都比較大,但存

取速度慢

微機常用的外存儲器有三種:軟盤存儲器、硬盤存儲

器和光盤存儲器

(1)軟盤存儲器

學二玲出一F丁仔:罟/r-1Arm/士白、1T-:冶Aph口r4fA~TV-AA、

BB扇區(qū)(sector)

上一1頁磁面

下一頁軟盤的容量=磁面數(shù)x磁道數(shù)x扇區(qū)數(shù)x512B

退出寫保護/保養(yǎng)

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化27

(2)硬盤

微機上用的硬盤片、硬盤驅勁電機右篌寫磁軼等殂

裝畀封裝點一越感,溫徹斯特驅劭器,硬盤作,微

機系疣的外卷儲器感,微機的i要配置之一。

硬盤存儲器

由多個金屬盤片組成,并有多個磁頭同時讀寫

早目前常用60?200GB硬盤,主流硬盤轉速有5400轉/分和

目n錄7200轉/分

上一頁

下一頁

退出蜃

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化30

(3)CD光盤存儲器

CD光盤具有容量大、壽命長、價格低等特點

目錄一個CD光盤的容量為650MB

類型:只讀/一次寫入型/可擦寫型

上一頁

光盤刻錄機

下一頁

退出

一個DVD光盤的容量為17GB

目前流行16倍速DVD

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化31

常用的移動存儲器還有活動硬盤、Zip盤、USB硬盤、USB閃

CD-RW光

主流產(chǎn)品:閃存盤(也稱優(yōu)盤、U盤、時代盤、電子盤等)。

閃存盤逐步取代軟盤。容量16MB?2GB不等。體積小,重量少于

20克

可擦寫100萬次以上,數(shù)據(jù)至少保存10年

第一章信息技術與計算機文化32

基本輸入/輸出設備

~~-

輸入設備

\目錄:⑴鍵盤

上一頁鍵盤是最常用、最基本的一種輸入設備(

R.j下一頁

退出(2)鼠標(Mouse)

在圖形界面的環(huán)境下,鼠標可以取代鍵盤進行光標定位或

完成某些特定的輸入

(3)掃描儀

圖像輸入設備

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化33

2.輸出設備

1.顯示器

顯示器的種類很多,目前常用的是以陰極射線管(CRT)為核

目錄心的顯示器,筆記本式微機基本上采用液晶顯示器。

'幾個重要概念:顯示器的點距、像素和分辨率,刷新率,

上一頁顯示卡,顯存(VRAM),真彩色

下一頁________

二日山CPUVRAM顯示器

2.液晶顯示器

3.打印機

三類具有圖形功能的打印機:

?針式打印機

?噴墨打印機

?激光打印機

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化34

總線、主板與接口

一1.總線

.。,[>■ifc址總線/數(shù)據(jù)總線/控制總線

日舒采用總線結構,不但大大簡化了結構,提高了系統(tǒng)的可靠

日求性和標準化,還促進了微機系統(tǒng)的開放性和可擴性

上一頁2.主板及其結構

下一頁由多層印刷電路板組成(常見4層)

退出主板安裝了CPU芯片、內(nèi)存條、CMOS、BIOS、時鐘芯片、

電池、擴展槽、電源、總線等

⑴主板結構

主流機型:基于CPU及內(nèi)存

一體化型:配置了各種標準接口電路

提供插槽(擴展槽),可擴充設備

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化35

輸入設備輸出設備

上一頁

下一頁

退出

>運算器

>控制器CPU

>存儲器

ROM、RAM、軟盤、硬盤、光盤

>輸入設備

>輸出設備鍵盤、鼠標、掃描儀、手寫筆、觸摸屏

顯示器、打印機、繪圖儀、音箱

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化36

軟件系統(tǒng)

軟件是整個計算機系統(tǒng)中的重要組成部分

目錄沒有配備任何軟件的計算機稱為裸機

上一頁

下一頁軟件可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大類

退出系統(tǒng)軟件的兩大特點:公用性、基礎性

用戶

應用軟件

其他系統(tǒng)軟件

操作系統(tǒng)

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化37

1.操作系統(tǒng)

目錄操作系統(tǒng)(OperatingSystem)是用戶和計算機的接口,對硬、

上一頁軟件資源進行管理的一種軟件

下一頁

⑴按操作系統(tǒng)所管理的用戶數(shù)劃分

退出單用戶操作系統(tǒng)、多用戶操作系統(tǒng)

單用戶操作系統(tǒng)又分:單任務/多任務

(2)按操作系統(tǒng)的功能劃分:

批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操

作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化38

操作系統(tǒng)的功能:

目錄

CPU管理作業(yè)管理存儲管理

上一頁設備管理文件管理

下一頁

退出PC操作系統(tǒng)發(fā)展歷程:

DOS-Win3.x-Win9x-Win2000―WinXP-Win2003

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化

2.其他系統(tǒng)軟件

⑴程序面疑言》常崎笥

,達,大致分為三類(三代);多代共存

目錄I

上一頁機器語言10110000

00000101

下一頁

退出MOVA,5

匯編語:ADDA,2

10LETX=5+2

高級語言20PRINTX

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化40

⑵數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)

練香多種高級語言的優(yōu)點,主要用于數(shù)據(jù)處理

建立、使用、管理和維護數(shù)據(jù)庫

微機上最常用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有:

dBASE,FoxBASE,FoxPro,VisualFoxPro,

Oracle,SyBASE,Informix等。

(3)服務程序

4中心中

3.應用軟件

用尸程序一般是用戶自己組織編寫的

4

軟件系統(tǒng)

操作系統(tǒng):DOS、WidowsXP/Me/2000s麗、OS/2等

系統(tǒng)軟件<程序開發(fā)軟件:QBasic、VisualBasicsC、C-H^W

機數(shù)據(jù)庫管理軟件:VFP、恥cess、Oracle等

V

'文檔編輯軟件:OfFceXPsWPS、Offie2003等

統(tǒng)

圖龍,圖像處理軟件:PhotoshopPaint、FireWork等

應用軟件《

工具軟件:如壓縮、解壓軟件,殺趣件、系統(tǒng)憂你件等

互聯(lián)網(wǎng)應用軟件:瀏覽器軟件、郵件軟件、接入服務器軟件等

I

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化44

3?內(nèi)存容量

4.運算速度

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化45

主頻

目錄A主頻即時鐘頻率,是指計算機CPU在單

上一頁位時間內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù),它在很大程度

下一頁上決定了計算機的運算速度。

退出》主頻的單位是兆赫茲(MHZ)或千兆赫

茲(GHZ)。目前cpu的最高主頻達到34

GHZ

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化46

字長

目錄A字長是指計算機的運算部件能同時處理的二

上一頁進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。

下一頁A計算機的字長越長,計算機處理信息的效率

退出就越高,計算機內(nèi)部所存儲的數(shù)值精度就越

高,計算機所能識別的指令位數(shù)就越多,功

能也就越強。

A一般機器的字長都是字節(jié)的1、2、4、8倍。如

286機為16位機,386機、486機以及Pentium系

列都是是32位機,安騰和Athlon64字長是64位

的。

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化47

內(nèi)存容量

目錄》內(nèi)存容量是指內(nèi)存儲器中能存儲信息的

上一頁總字節(jié)數(shù)。

下一頁》所謂字節(jié)(Byte)是作為一個單位來處理

退出的一串二進制數(shù)位,通常以8個二進制位

(Bit)作為一個字節(jié)。

A一般地說,內(nèi)存容量越大,計算機的處

理速度越快。

A目前的主流配置128M、256MB、512MB,

甚至1GB等

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化48

運算速度

目錄?運算速度是一項綜合性的性能指標,其單位

上一頁^MIPS(MillionInstructionsPerSecond,每秒1。6

條指令彳和BIPS(BillionInstructionsPerSecond,

下一頁

每秒1。9條指令)。

退出

?影響機器運算速度的因素很多,一般主頻越

高,運算速度越快;字長越長,運算速度越

快;內(nèi)存容量越大,計算機的運算速度越快;

存取周期越小,計算機的運算速度越快。

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化49

1.以下敘述中,錯誤的是—D。(單選)

A.平時所說的內(nèi)存是指RAM___________

目錄B.外存不怕停電,信息可長期保存

C.從輸入設備輸入的數(shù)據(jù)直接存放在內(nèi)存

上一頁

D.內(nèi)存和外存都是由半導體器件組成的

下一頁2.下列敘述中,正確的是—EF(多選題)

退出A.指令系統(tǒng)有一個統(tǒng)一的標準,所有的計算機指令系統(tǒng)相同

B.計算機所有的計算都是在內(nèi)存儲器中進行的

C.外存儲器中的信息可直接交給CPU處理

D.微處理器中程序計數(shù)器用來存放當前要執(zhí)行的指令的內(nèi)容

E.程序一定要裝到內(nèi)存儲器中才能運行

F.系統(tǒng)軟件與具體應用領域無關

G.系統(tǒng)軟件與具體硬件邏輯功能無關

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化50

下一頁計算機中數(shù)的表示

退出

計算機中數(shù)據(jù)的單位

字符在計算機內(nèi)的表示

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化51

進位計數(shù)制

目錄

上一頁1.常用的進位計數(shù)制

下一頁

退出

2.數(shù)制的轉換

3.二進制的運算規(guī)則

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化52

常用的進位計數(shù)制

目錄A數(shù)碼:一組用來表示某種數(shù)制的

上一頁符號。如:1、2、3、4、A、B、C、

I、II、III、IV等。

下一頁

A基數(shù):數(shù)制所使用的數(shù)碼個數(shù)稱

退出為“基數(shù)”或“基”,常用“R”

表示,稱R進制。如二進制的數(shù)碼

是:0、1,基為2。

A位權:指數(shù)碼在不同位置上的權

值。在進位計數(shù)制中,處于不同

數(shù)位的數(shù)碼,代表的數(shù)值不同。

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化53

十進制、二進制、八進制、十六進制之間的對應關系

目錄十進制二進制八進制十六進制十進制二進制八進制十六進制

上一頁000091001119

下一頁111110101012A

2102211101113B

退出3113312110014C

41004413110115D

51015514111016E

61106615111117F

71117716100002010

8100010817100012111

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化54

數(shù)制的轉換

目錄A二進制、八進制、十六進制數(shù)轉化為十進制數(shù)

上一頁-對于任何一個二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)可

以寫出它的按權展開式,再進行計算即可。

下一頁

-例如:

退出

(1111,11)2=1X23+1X22+1X21+1X2°+1X2-1

+1X2-2=15.75

(A10B.8)16=1°X傳3+1X162+0X161+11X16°+8XW

1=41227.5

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化55

十進制數(shù)轉化為二進制數(shù)

目錄A對于整數(shù)部分采用除2取余法,即逐

上一頁次除以2,直至商為0,得出的余數(shù)

下一頁倒排,即為二進制各位的數(shù)碼。

退出》小數(shù)部分采用乘2取整法,即逐次乘

以2,從每次乘積的整數(shù)部分得到二

進制數(shù)各位的數(shù)碼。

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化56

二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)

目錄》二進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)的方法是:

上一頁將二進制數(shù)從小數(shù)點開始,對二進制整

下一頁數(shù)部分向左每4位分成一組,對二進制小

退出數(shù)部分向右每4位分成一組,不足四位的

L,分別向高位或低位補。湊成四位。每一組

有4位二進制數(shù),分別轉換成十六進制數(shù)

碼中的一個數(shù)字,全部連接起來即可。

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化57

二進制的運算規(guī)則

目錄》算術運算規(guī)則

上一頁A加法規(guī)則:0+0=0;0+1=1;1+0=1;1+1=10(向高位有進位)

下一頁》減法規(guī)則:0-0=0;10-1=1(向高位借位);1-0=1;1-1=0

退LpA乘法規(guī)則:0X0=0;0X1-0;1X0-0;1X1-1

、>除法規(guī)則:0/1=0;vi=i

?邏輯運算規(guī)則

A邏輯與運算(AND):0A0=0;0A1=0;1A0=0;1A1=1

A邏輯或運算(OR):0V0=0;0V1=1;1V0=1;1V1=1

>邏輯非運算(NOT):;

A邏輯異或運算(XOR):0?0=0;0十1=1;1?0=1;1?1=0

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化58

計算機中數(shù)的表示

目錄1.符號位的表示

上一頁

下一頁

退出2.二進制數(shù)的原碼、反碼和

補碼表示

3.定點數(shù)與浮點數(shù)

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化59

符號位的表示

目錄》數(shù)的正負號也用“0”和“產(chǎn)表示。通常

上一頁規(guī)定一個數(shù)的最高位作為符號位,“(F

下一頁表示正,“1”表示負。

退出》把在機器內(nèi)存放的正負號數(shù)碼化后的數(shù)

稱為機器數(shù);把在機器外存放的由正負

號表示的數(shù)稱作真值。

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化60

:進制數(shù)的原碼、反碼和補碼表示

目錄1)數(shù)的原碼

L一行-數(shù)的原碼表示指最高位為符號位,“0”表示

上貝正,“1”表示負,數(shù)值部分是原數(shù)的絕對值。

下一頁2)數(shù)的反碼

退出-數(shù)的反碼表示法是指正數(shù)的反碼和原碼相同,

負數(shù)的反碼是對其原碼除符號位外各位求反,

即0變1,1變0。

3)補碼表示法

-數(shù)的補碼表示是指正數(shù)的補碼和原碼相同,

負數(shù)的補碼是在其反碼的最后一位上加1。

10/19/2012第一章信息技術與計算機文化61

計算機中數(shù)據(jù)的單位

目錄

上一頁位

下一頁L(bit)

退出

2.字節(jié)(Byte)

3.字(Word)

10/19/2012第一章信息技術與計算機:

位(bit)、字節(jié)(Byte)、字(word)

目錄A位,簡記為b,也稱為比特,是計算機存儲

上一頁數(shù)據(jù)的最小單位。一個二進制位只能表示

下一頁一個0

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