Sistemas Operativos Tema 1 Introduccin a los Sistemas

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Sistemas Operativos Tema 1: Introducción a los Sistemas Operativos 1

Sistemas Operativos Tema 1: Introducción a los Sistemas Operativos 1

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos Índice: 1. Concepto de sistema operativo. Objetivos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos Índice: 1. Concepto de sistema operativo. Objetivos 2. Evolución histórica 3. Tipos de sistemas operativos 2

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos Índice: 1. Concepto de sistema operativo. Objetivos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos Índice: 1. Concepto de sistema operativo. Objetivos 2. Evolución histórica 3. Tipos de sistemas operativos 3

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 1. Concepto de sistema operativo v Definición

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 1. Concepto de sistema operativo v Definición SO: Software que facilita el uso de un sistema informático Ø Constituye la interfaz entre usuarios y sistema Ø Constituye la interfaz entre aplicaciones y sistema: • Proporciona un entorno que simplifica el desarrollo y explotación de aplicaciones v Núcleo del Sistema operativo: Ø Capa software que se coloca sobre hardware y que proporciona una interfaz con un mayor grado de abstracción Núcleo Sistema Operativo Hardware 4

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 1. Concepto de sistema operativo Estructura de

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 1. Concepto de sistema operativo Estructura de un sistema informático Herramientas del Sistema Configuración del Sistema Programas de Ayuda Programas de Órdenes Intérprete de Comandos Herramientas de Desarrollo Aplicaciones IDE Correo Depurador Navegador Montador de Enlaces Videojuegos Compilador Facturación Núcleo … Gestor de dispositivos Hardware 5

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos Índice: 1. Concepto de sistema operativo. Objetivos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos Índice: 1. Concepto de sistema operativo. Objetivos 2. Evolución histórica 3. Tipos de sistemas operativos 6

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica v Historia de SSOO

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica v Historia de SSOO vinculada a innovaciones del hardware v Varias generaciones de ordenadores, en función de avances tecnológicos v Por cada generación, destacaremos: Ø Innovación tecnológica que la origina Ø Máquinas o sistemas relevantes construidos Ø Explotación Ø Necesidades a satisfacer por parte de sistema operativo 7

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945 -1954 2. Segunda generación: 1954 -1963 3. Tercera generación: 1963 -1971 4. Cuarta generación: 1971 -1984 5. Quinta generación: 1984 - 8

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945 -1954 2. Segunda generación: 1954 -1963 3. Tercera generación: 1963 -1971 4. Cuarta generación: 1971 -1984 5. Quinta generación: 1984 - 9

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Innovaciones

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Innovaciones tecnológicas v Lámpara termoniónica v Tarjetas perforadas y cintas de papel perforado v Tambor magnético (Imágenes tomadas de wikipedia. org) 10

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Máquinas

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Máquinas relevantes v ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator, 1945) Ø Primera máquina de cálculo totalmente electrónica Ø 17. 468 Lámparas simulando ruedas mecánicas Ø 20 registros de 10 pares de lámparas actuando cada par como biestable: codificación BCD Ø Arquitectura no Von-Neumann Ø Prestaciones: n 5000 en 1, 5 segundos (n de 5 cifras) Ø Tiempo medio entre fallos: ¡ 1 hora! v EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator, 1949) Ø Primera máquina con arquitectura Von Neumann Ø Programada en lenguaje ensamblador 11

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Máquinas

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Máquinas relevantes (cont. ) v Primeras máquinas comerciales: Ø 1951: Univac I y Mark I Ø 1952: IBM 701 Ø 1953: IBM 702 e IBM 650 ENIAC (imagen tomada de wikipedia. org) EDSAC (imagen tomada de wikipedia. org) 12

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Explotación

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Explotación v ¡Altísimo coste del hardware! Ø Objetivo: rentabilizar inversión v Modos de explotación: Ø Acceso sin restricciones Ø Acceso reservado a operador Ø Procesamiento discontinuo Acceso sin restricciones v Los propios programadores usan la máquina por turnos v Inconveniente: Ø Contratiempos con la manipulación del hardware tienen coste prohibitivo 13

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Acceso

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Acceso reservado al operador v Operador = usuario especializado en el manejo del sistema: Ø Compilar programas Ø Enlazar programas Ø Ejecutar programas Ø Imprimir resultados Ø… v Usuarios entregan sus programas a operador, y recogen posteriormente sus resultados 14

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Procesamiento

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Procesamiento discontinuo v El operador organiza su trabajo en tandas: Ø Primero compila todos los programas Ø Después enlaza todos los programas Ø A continuación, los ejecuta uno tras otro con sus datos v Evita cargar varias veces el compilador, el montador de enlaces… Ø ¡Mejor aprovechamiento del sistema! 15

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Necesidades

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 1 Primera generación: 1945 -1954 Necesidades a satisfacer por sistema operativo v ¿Qué sistema operativo? v Embrión de sistema operativo: Ø Rutinas de entrada/salida que permiten carga y ejecución de programas 16

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945 -1954 2. Segunda generación: 1954 -1963 3. Tercera generación: 1963 -1971 4. Cuarta generación: 1971 -1984 5. Quinta generación: 1984 - 17

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Innovaciones

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Innovaciones tecnológicas v Transistor v Memorias de ferrita v Unidades de cinta magnética (Imágenes tomadas de wikipedia. org) 18

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Máquinas

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Máquinas relevantes v TRADIC (Transistorized Digital Computer, Bell Laboratories, 1955) Ø Primer ordenador totalmente transistorizado • Suficientemente pequeño para montarse en un B-52 • Consumo menor que 100 W Ø Primera unidad destinada a venta: 1958 v IBM 7094 (1962) Ø Memoria: 32 K-palabras de 32 bits Ø Potencia de cálculo: 0, 35 MIPS v PDP-1 (Digital, 1961) Ø Uno de los primeros minicomputadores Ø 4 K-palabras de 16 bits Ø Precio: 5% de IBM 7094 19

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Máquinas

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Máquinas relevantes (cont. ) PDP-1 (imagen tomada de ed-thelen. org) Tradic (imagen tomada de wikipedia. org) 20

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Explotación

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Explotación v Evolución natural de procesamiento discontinuo Ø Ejecución continua de trabajos Ø Procesamiento por lotes Ø Acceso interactivo v Ejecución continua de trabajos Ø Programa de control automatiza tránsito entre programas Ø Concepto de trabajo: sucesión de operaciones que conforman una unidad de ejecución Ø Automatización de trabajo del operador 21

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Explotación

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Explotación (cont. ) v Procesamiento por lotes Ø Automatización de procesamiento discontinuo mediante máquinas de anterior generación Ø Se usan máquinas auxiliares para • Generar entradas a máquinas de segunda generación • Imprimir salida de máquinas de segunda generación 22

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Explotación

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 2 Segunda generación: 1954 -1963 Explotación (cont. ) v Acceso interactivo Ø Aparece terminal (finales de esta generación) • Pantalla + teclado Ø Usuario puede escribir una orden y obtener en tiempo real la respuesta del sistema Necesidades a satisfacer por sistema operativo v Automatización de ejecución continua o por lotes v Garantiza estado coherente de sistema al comienzo de cada trabajo v Elemento central: monitor de encadenamiento 23

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945 -1954 2. Segunda generación: 1954 -1963 3. Tercera generación: 1963 -1971 4. Cuarta generación: 1971 -1984 5. Quinta generación: 1984 - 24

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Innovaciones

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Innovaciones tecnológicas v Circuitos integrados (SSI, MSI) v Memorias de circuito integrado v Discos magnéticos 25

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Máquinas

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Máquinas relevantes v Aparece concepto de familia de ordenadores Ø Posibilidad de elegir diferentes configuraciones Ø Catálogo de dispositivos y periféricos compatibles v IBM 360 (1964) Ø Sistema operativo: OS/360 Ø Lenguaje de control de trabajos: JCL Ø Lenguaje de programación: PL/1 v MULTICS (Multiplexed Information and Computing Service) Ø MIT, Bell Laboratories, General Electric Ø Sistema operativo interactivo en tiempo compartido Ø Idea: dar servicio de cómputo a toda una ciudad Ø Hardware: GE-645 • 2 Procesadores con 256 K-palabras de 36 bits 26

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Explotación

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Explotación v Principal característica: multiprogramación Ø Sistemas interactivos en tiempo compartido Ø Procesamiento por lotes con multiprogramación v Sistemas interactivos en tiempo compartido Ø Múltiples terminales conectados al sistema Ø Mediante multiprogramación, se atienden simultáneamente 27

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Explotación

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Explotación (cont. ) v Procesamiento por lotes con multiprogramación Ø Evolución natural de procesamiento por lotes de 2ª generación Ø Técnica SPOOL (Simultaneous Peripheral Operation On-Line) • Se realiza mediante procesos el trabajo que realizaban las máquinas auxiliares proceso auxiliar de lectura Trabajo en ejecución proceso auxiliar de impresora 28

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Necesidades

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 3 Tercera generación: 1963 -1971 Necesidades a satisfacer por sistema operativo v Planificación Ø Reparto del tiempo de CPU entre los procesos en ejecución v Protección Ø Aislar los procesos entre sí para evitar interferencias v Gestión de recursos Ø Los recursos del sistema se comparten entre los procesos v Gestión desatendida de lectura/escritura Ø Lectura/escritura se efectúa mientras se ejecutan procesos Ø Interrupciones, DMA, canales de entrada/salida, etc. v Lectura/escritura independiente de dispositivo Ø Procesos se abstraen de características físicas de dispositivos Ø Concepto de entrada y salida estándar 29

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945 -1954 2. Segunda generación: 1954 -1963 3. Tercera generación: 1963 -1971 4. Cuarta generación: 1971 -1984 5. Quinta generación: 1984 - 30

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 4 Cuarta generación: 1971 -1984 Innovaciones

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 4 Cuarta generación: 1971 -1984 Innovaciones tecnológicas v Aumento de capacidad de integración (LSI, VLSI) Ø Sólo se usan memorias integradas Ø Procesador en un único chip v Se generaliza el uso de redes locales Ø Xerox presenta Ethernet en 1973 31

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 4 Cuarta generación: 1971 -1984 Máquinas

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 4 Cuarta generación: 1971 -1984 Máquinas relevantes v Industria informática plenamente consolidada v Se consolida concepto de familia de ordenadores v Prestaciones de miniordenadores alcanzan/superan la de los mainframes de etapa anterior v Aparecen procesadores en cadena (pipeline) v Aparecen procesadores vectoriales v Es frecuente que sistemas de altas prestaciones dispongan de varios procesadores v Aparece el ordenador personal v Informática se convierte en bien de consumo 32

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 4 Cuarta generación: 1971 -1984 Explotación

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 4 Cuarta generación: 1971 -1984 Explotación v Sistemas corporativos mantienen métodos de anterior generación: Ø Sistemas interactivos en tiempo compartido Ø Procesamiento por lotes con multiprogramación v Sistemas interactivos: aparecen las interfaces gráficas de usuario (GUI) v Ordenadores personales: siempre Ø Monoprogramados Ø Interactivos 33

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 4 Cuarta generación: 1971 -1984 Necesidades

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 4 Cuarta generación: 1971 -1984 Necesidades a satisfacer por sistema operativo v Se mantienen las de anterior generación, y además… v Proporcionar soporte de red: Ø Acceso a recursos compartidos: discos, impresoras, etc. Ø Comunicación entre procesos en red v Planificación de multiprocesadores v Facilidad de uso Ø Fundamental en ordenadores personales Ø Por primera vez, ordenadores no son manejados por expertos 34

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. Evolución histórica 1. Primera generación: 1945 -1954 2. Segunda generación: 1954 -1963 3. Tercera generación: 1963 -1971 4. Cuarta generación: 1971 -1984 5. Quinta generación: 1984 - 35

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 5 Quinta generación: 1984 Innovaciones tecnológicas

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 5 Quinta generación: 1984 Innovaciones tecnológicas v ¿Grandes multiprocesadores? v ¿Consolidación de internet? Supercomputador Cray XK 6 Imagen tomada de www. cray. com 36

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 5 Quinta generación: 1984 Algunas máquinas

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 5 Quinta generación: 1984 Algunas máquinas relevantes v Ordenadores personales alcanzan la potencia de mainframes de muy pocos años atrás v Informática móvil: Ø Ordenadores portátiles, Tablets… Ø PDA’s smartphones… v Supercomputadores: mercado dominado por grandes multiprocesadores. Ejemplo: Cray XK 6 Ø Sistema escalable (unidad de escalado: cabinet) Ø Cada cabinet: • hasta 96 AMD Opteron 6200 (16 núcleos) + • Hasta 96 GPU’s NVIDIA Tesla X 2090 Ø Prestaciones máximas: 50 petaflops (500. 000 núcleos) 37

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 5 Quinta generación: 1984 Explotación v

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 5 Quinta generación: 1984 Explotación v Se mantiene lo expuesto para cuarta generación. Además… v Ordenadores personales se hacen multiprogramados v Sistemas interactivos: interfaz gráfica de usuario Gestor de Ventanas Compiz Gestor de Ventanas Aero 38

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 5 Quinta generación: 1984 Necesidades a

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 2. 5 Quinta generación: 1984 Necesidades a satisfacer por sistema operativo v Se mantienen las de anterior generación, y además… v En el campo de los multiprocesadores: Ø Tolerancia a fallos Ø Escalabilidad v En el campo de los sistemas distribuidos: Ø Transparencia v En ordenadores personales: Ø Amigabilidad: Configuración automática, conexión en caliente de dispositivos, etc. 39

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos Índice: 1. Concepto de sistema operativo. Objetivos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos Índice: 1. Concepto de sistema operativo. Objetivos 2. Evolución histórica 3. Tipos de sistemas operativos 40

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos v Múltiples

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos v Múltiples clasificaciones según distintos criterios v Una posible clasificación en categorías no excluyentes: Ø Sistemas operativos de mainframe Ø Sistemas operativos de servidor Ø Sistemas operativos multiprocesador Ø Sistemas operativos de ordenador personal Ø Sistemas operativos en tiempo real Ø Sistemas operativos integrados Ø Sistemas operativos de tarjeta inteligente Ø Sistemas operativos web (Web OS) 41

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos de mainframe v Característica principal: alta capacidad de E/S v Servicios que suelen ofrecer: Ø Procesamiento por lotes Ø Procesamiento de transacciones Ø Tiempo compartido IBM System Z 9 v Escalabilidad mediante tecnología de máquinas virtuales v Algunos usos frecuentes: Ø Servidores web avanzados Ø Servidores de comercio electrónico a gran escala Ø Servidores de transacciones B 2 B v Ejemplos: OS/390, z/OS (IBM) 42

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos de servidor v Sistemas que dan servicios a través de una red Ø Permiten compartición de recursos hardware o software v Algunos usos frecuentes: Ø Servicios de impresión Ø Servidores web Ø Servidores de archivos v Ejemplos: Ø Windows 2000/2003 Server/Advanced Server Ø Linux (y la mayoría de clones de UNIX) 43

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos multiprocesador v Para aumentar potencia de cálculo: uso de más procesadores Ø Sistema distribuido: caso especial de sistema multiprocesador v Usos: cálculo intensivo Ø Problemas de ingeniería Ø Problemas de cálculo científico v Frecuentemente: sistemas de servidor modificados Ø Funciones especiales de comunicación y conectividad v Ejemplos: Ø Amoeba, Solaris-MC, MACH Kernel, Ø Linux 44

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos de ordenador personal v Principal objetivo: facilidad de uso v Usos: Ø Ofimática Ø Acceso a internet Ø Ocio Ø… v Ejemplos: Ø Distintas versiones de Windows Ø Linux Ø MAC OSX 45

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos en tiempo real v Deben garantizar determinados tiempo de respuesta ante estímulos externos v Usos: Ø Control de procesos Ø Control de motores u otros mecanismos Ø… v Ejemplos: Ø Vx. Works, QNX Neutrino Ø Windows 2000 46

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos integrados v Sistemas operativos empotrados en dispositivos v Característica importante en dispositivos móviles: bajo consumo v Usos: Ø Dispositivos de bolsillo: PDA’s, móviles, navegadores… Ø Electrodomésticos Ø Control industrial Ø… v Ejemplos: Ø Android, IOS, Windows Phone Ø… 47

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos de tarjeta inteligente v Importante limitaciones en cuanto a memoria y potencia de cálculo v Tipos de tarjeta según sistema operativo: Ø Tarjetas de memoria Ø Basadas en sistema de ficheros Ø Java Cards v Java Cards: contienen un sistema operativo (JVM) que permite la ejecución de applets v Usos: Ø Identificación del titular (SIM de teléfonos móviles, etc. ) Ø Pago electrónico Ø Almacenamiento seguro de datos Ø… 48

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos

Tema 1: Introducción a los sistemas operativos 3. Tipos de sistemas operativos Sistemas operativos Web (Web OS) v Sistema operativo en el que el navegador se convierte en la única interfaz de usuario v Las aplicaciones que se ejecutan así como sus datos están en la nube (se ejecutan a través de navegador) Ø No se instalan ni se ejecutan aplicaciones en local v Principal característica: simplicidad v Ejemplos: Ø Chrome OS, Chromium OS (Google) Ø web. OS (HP) v Orientados a netbooks 49

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