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硕士学位论文 (专业学位) 基于 姓 名: 学 号: 所在院系:软件学院 职业类型:工程硕士 专业领域:软件工程 指导教师: 副 指 导教师: 二 一三年 九 月 A in 2013 of 基于w e 同济大学 5右 学位论文版权使用授权书 本人完 全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名: 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名: 年 月 日同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 随着我国高等教育事业的不断深入发展 以及信息化程度的不断提高 , 如何实现高等院校的信息化管理水平,是管理者面临的巨大挑战。本课题以高等院校的学生作为管理对象,传统的对于学生的管理方法是人工或半人工的管理,该方法在 面对不断膨胀的学生人数面前,显得力不从心 。 因此,本课题将利用计算机技术结合学生管理方面的理论,开发一套学生信息管理系统,该系统和传统的管理方法项目,不仅具有存储量大、安全系数高、检索速度快等众多特点,更重要的是提 高了学生管理人员的工作效率,为高等院校的学生管理工作走向科学化正规化奠定了基础。 本课题根据高等院校学生管理的实际情况,设计并实现一套基于 学生信息管理系统。在系统的开发过程中,采用了微软的 构作为系统的开发框架,并选择 为系统的开发环境,在后台数据库的设计过程中,选择 005 作为数据库管理平台,应用 的数据库交互和访问技术,实现页面和数据库的交互。 本系统共包含三种角色,分别为管理员、教师和学生,对于不同的角色,具有不同的 权限和功能 。 对于教学管理员, 能够实现对整个学生信息的添加、修改、删除、查询等操作,对教师用户的添加、删除、修改、查询等操作,对学生成绩、考试信息、课程信息、 班级信息 的管理操作;对于教师, 有基本信息查询、课程查询、考试信息查询 等 ,在每个查询中可以按不同的方式进行查询;对于学生,有课程信息查看、考试信息查询、教师任课查询,在每个查询中可以按不同方式进行查询。 关键词 : 信息管理 , 构 , 005, I s s of to is a to of of as of or on of to be of of a is to of to to of of of a In of as as 005 as in of to on on so in be in be in to 005, 硕士学位论文 目录 3 目录 第 1 章 引言 . 5 题背景 . 5 内外研究现状 . 5 内研究现状 . 5 外研究现状 . 6 文研究的目的和意义 . 6 题研究内容 . 7 文组织结构 . 7 第 2 章 相关技术 . 9 统架构 . 9 统开 发技术 . 12 开发环境 . 12 言 . 13 据库技术 . 15 象 . 15 005 数据库 . 16 章小结 . 16 第 3 章 系统的需求分析 . 17 能性需求 . 17 作流程可用性 . 17 统的性能 . 18 统的可扩充性及可维护性 . 18 统用例分析 . 18 号管理模块用例图 . 18 师信息管理模块用例图 . 20 生信息管理模块用例图 . 20 程管理模块用例图 . 21 绩管理模块用例图 . 22 级管理模块用例图 . 22 章小结 . 23 第 4 章 系统的设计 . 24 统的整体架构 . 24 能设计与模块划分 . 25 学管理员角色时序图 . 26 同济大学 硕士学位论文 目录 4 师角色时序图 . 28 生角色时序图 . 29 统非功能方面的设计 . 30 统角色设计 . 30 统权限设计 . 31 统数据库设计 . 31 念结构设计 . 31 辑结构设计 . 34 理结构设计 . 35 第 5 章 系统的实现 . 42 统布局实现 . 42 统登录实现 . 43 户基本信息管理实现 . 44 生成绩管理模块实现 . 48 程基本信息模块实现 . 50 级信息管理实现 . 53 询功能的实现 . 54 章小结 . 56 第 6 章 结论与展望 . 57 结 . 57 一步研究方向 . 57 致谢 . 59 参考文献 . 60 附录 A . 61 个人简历、在读期间发表的学术论文与研究成果 . 62 第 1 章 引言 5 第 1章 引言 题背景 基于目前计算机、互联网技术的快速发展和逐渐成熟,我们进行了本课题的研究。高校管理工作的主要部分就是高校学生的管理,它是衡量高校管理工作好坏的重要依据,高校管理工作中的一个很重要的子系统就是它,从高考入学到完成学业离校这期间,学生学习的许多方面如学生的学习、行为、思想和生活等各个方面都被它所贯穿 1。具有工作量大、工作内容广、工作分类细、牵涉部门多、覆盖面 广等特点。高等教育已经约有 60 年的发展使,其经历了建国初期的高等教育、 1997 年的扩招和发展到今天这三个阶段,在我国社会和经济的快速发展上,高等教育为它做出了很大的贡献。当然,任何事物都有两面性,高等教育发展到现在,要求发展和发展中的矛盾已经日益明显。依靠单机管理和传统人工管理的模式已经不能够适应新形势,其缺点主要表现在以下几个方面 : 不能够及时的更新数据;很容易出错,效率较低;信息管理不够规范性等等。由学生、老师和领导共同参与管理的学生信息管理系统能够保证教育质量以及提高管理水平,培养一流人才的重要保障就 是它。也在传统的学生管理工作的基础上提出了新的模式。 所以,在现在的技术条件下,规范化、科学化和网络化的管理信息,利用和研究现代化的信息管理系统,已经是高等学校信息管理的必然走向,设计一个基于网络环境的学生信息管理系统已经是高校现代化的首先工作。 内外研究现状 内研究现状 近几年来,我国学校的教育事业得到了快速发展,传统的依靠人工管理学生信息的方法已经无法于现代社会对于信息的需要相适应,随着不断深入的教学改革,学生信息管理系统势必作为学校教育管理里的必不可少的一部分,快速便捷的信息查 询手段不仅可以被它提供给用户,学生的各项信息也能够得到更加有效安全的保管,学生信息管理系统的存在对学校的管理人员和教务人员具有非常重要的意义。 现在我国基础教育系统里的学校的学生信息管理效率很低,它已不能够和信同济大学 硕士学位论文 基于 学院信息管理系统的设计与实现 6 息时代的发展相适应,由于很多物力和人力都被它浪费掉,传统的学生管理方法已经和目前的学校情况不再相适应 2。在学校管理中,现在的学校学生信息管理已经是一个非常重要的环节,所有管理的核心和基础就是它。因为学校的规模逐渐被扩大,学生的人数也在逐年上升,且学生在学校的表现也各不相同,所以在学生中出现的事情 变得也越多,学生情况的管理也逐渐变得复杂。面对这样复杂的任务,如果依然徘徊在单机管理水平上,那么就体现的费时又费力,特别是在管理成绩时,让任务就变得更加繁重,就成绩管理本身而言,它是一个时效性较强和任务较繁重的系统工作,学生的个人成绩查询不仅被它牵涉到,各个教师的工作效率和质量也与它相关联。目前,在我国的广大农村学校中,其学生信息管理效率更是很低,许多东西仅仅是简单地记录在 中,一年下来,学生的变化情况差不多无任何记录,致使学校连最起码的学生人数和类别都不知道。所以,设计和开发学生信息管理系统是必 须的趋势。 外研究现状 应用计算机进行管理是从 1954 年开始的,那时美国最先使用计算机来处理工资单,之后就被应用到各个行业。 50 多年来,利用计算机处理管理信息的发展非常迅速。当前,美国用计算机可以完成 8090%的计划管理中的工作;可以完成 90%的财务会计工作;可以完成 80100%的物资管理中的信息处理工作。 根据计算机应用发展稍微快些的国家统计,计算机可以完成大约 80%经济管理工作;可以完成 12%的生产过程控制工作;可以完成 8%的科技运算工作。在美国,99%的学校于 1990 年前后已经连上了 因特网,学生跟计算机的比例是 5:1,这在其它国家里是无法比拟的。在 2002 年秋天,一个完整的信息管理系统 (被圣地亚哥附近的 合校区所建立。当老师登陆此系统后,整个的班级情况能够被看到,可以掌握学生的情况。数据库把相关的数据从人力资源、特殊教育、学生信息系统、学生评价中提取出来,把所需的和最新的信息传递给教师。 老师可以依据课时、课程或者 的随意条目,比如性别、种族或者第二语言学习者,把他们的成绩进行比较,从而了解他们的实力和弱点。这个系统有其他教师的 有学生和家长的 历史及当前资料。通过这种工具,教师可以运用这些信息进行教学实践,过去这些是不可能的。最后,这些报告使学生得到不断地进步,从而有利于教学。之后这种模式在全国迅速推广开来,也取得了很好的效果。截至目前,因为美国和其它发达国家给教育进行了比较多的投入,且他们的学校通常拥有较大规模的固定的技术队伍来提供服务与技术上的支持,并且他们的技术又先进,因此学校管理工作具有很高的信息化程度。 文研究的目的和意义 同济大学 硕士学位论文 基于 学院信息管理系统的设计与实现 7 本课题的研究目的是研究学院学生的信息管理系统,并运用 术来开发出一套基于 学院信息管 理系统。当学生、教师或者管理员成功登录该系统后,他们能够根据自身的角色,在本系统中进行相应的操作。比如学生享有修改登录密码和查询自己的成绩等权限;教师具有录入学生成绩、录入学生奖惩信息、撤消学生奖惩信息、查询学生成绩和查询学生奖惩信息等权限;管理员具有增减用户、修改用户 /学生信息、查询用户 /学生信息和注册 /注销学生等其它权限。 一套运用在学院对学生的信息管理方面上的行之有效的系统被本项目所提供,根据浏览器 /服务器模型,用户凭借于 能够访问本系统,并且可以操作数据库。学生的信息如奖惩情况和德育情况等可以 被教师录入,学生运用本系统也能够查询成绩等,在今后的开发中,更多的功能会在本系统得到增加。系统基于 B/S 模型,运用了 术,不管在什么地方,只要有联入互联网的计算机,就能够使用本系统。其整个过程也是更加及时、便捷的。 题研究内容 本文通过 和高校学生管理部门 的不断沟通和交流, 确定本课题所研发的系统的具体需求以及业务流程,然后对需求和流程进行详细的分析和设计,最终构建出 本信息管理 系统 ,其主要工作可以概括如下: ( 1)简要阐述了本文研究的背景 以及研究的目的意义,然后对 国内外 学生信息管理 的研究 现状进行 了简要的阐述。 ( 2)对系统进行需求分析 。然后通过 和具体高校 的实地调研 和相关人员的沟通,了解目前管理上存在的问题和 需求,将了解的信息整理成系统的需求分析,然后用软件工程中形式化的方法来构建系统的需求分析。形式化的描述方式主要有 用例图 等。 ( 3)根据 需求分析的结果 , 在此基础上进行 系统的详细设计。在详细设计的过程中,主要任务是进行 系统每个模块的流程设计、系统的权限设计、系统角色设计 ,同时对系统的数据进行了概念结构设计 、 逻辑结构设计 和物理结构设计 。 ( 4)在实现部分,主要阐述了系统的整体实现架构,然后分别对系统的 每个 模块的实现过程进行了描述,并给出了主要的程序片段; ( 5) 对于 总结和展望 部分,主要 对全文所做的工作进了全面的总结,并对研究的不足提出了下一步的研究计划 。 文组织结构 第 1 章为论文的引言部分,主要简要介绍了系统的开发背景、国内外 学生信同济大学 硕士学位论文 基于 学院信息管理系统的设计与实现 8 息 管理系统的研究和开发现状以及本文需要完成的工作; 第 2 章为相关技术介绍,主要阐述系统开发所使用的相关技术和开发软件; 第 3 章为论文的系统需求分析,通过对实地调研,了解 高校 的具体需求,将了解的情况整理成系统的需求分析,然后用软件工程中形式化的方法来构建 系统的需求分析 ; 第 4 章为论文的系统详细设计,本章主要进行系统的详细设计。在详细设计的过程中,主要任务是 进行各个模块的流程设计、系统的权限设计、系统角色设计,同时对系统的数据进行了概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计; 第 5 章为论文的系统实现,在该部分,主要叙述了系统的整体实现架构和组成模块,然后分别对系统的 各 个模块的实现过程进行了描述,并给出了主要的程序片段; 第 6 章为全文的总结和展望,对本文所做的工作进行全文总结,并对研究不足提出下一步研究目标和计划。 第 2 章 相关技术 9 第 2章 相关技术 在本课题研究的系统中,将采用微软的 构作为系统的开发架构 。 在本章节中,将对 构的组成、系统的开发环境以及使用数据库技术做一个简要的技术简介。 统架构 在 作系统中, 架 (一个非常重要的新元素,它是下一代应用软件的基础,它可以更轻易的开发、推出下一代应用软件以及与其它网络系统集成。当用户运行 ,他们的机器就变得更稳定易用,且可以非常方便的与其它系统相联, 位于他们机器上的。对开发者而言, 件的开发变得简化,它不但供给了一个简单的方法来创建 C/S 与 B/S 构架样式,而且还许可开发者使用同一种工具与技术来开发各种设备的软件。与固有的软件相比,创建在 的软件是更易于开发和维护,开发者能够非常简单的把软件自动更新成最新的版本 4 实际上操作系统被 装了,把在 境中开发的软件和操作系统的特定工作,例如文件处理与内存分配相互脱离。在 境下被开发的软件能够在各种硬件跟操作系统间迁移。下图 是 架的重要结构。 + C# 012济大学 硕士学位论文 基于 学院信息管理系统的设计与实现 10 图 架的主要结构 根据上图我们可以看到, 在操作系统的最上端,且有接口可以通向操作系统。操作系统是由 装的,从而让使 发的软件跟绝大部分操作系统的具体实施相隔离,比如文件处理与内存分配,这样 发的软件将来就可以被应用到别的硬件与操作系统上,为它做好了准备。 . 构开始的地方是最下方的内存管理与组件加载层,最上方可以显示用户界面 与程序接口的许多种方式。它中间还有若干层,给开发人员提供了需求的系统级功能 8 公共语言运行环境 (于最底层,其是 核心 它是驱动重要功能的引擎。托管代码 (指在运行的代码,托管代码可以较方便的完成跨语一言集成与跨语言反常处理,可以非常方便的实现版本控制和布置,且代码的安全性也得到了保障。为了让 以提供服务给托管代码,语言编译器不得不产生元数据( 从而把开发 者他编写代码中的成员、数据类型和引用等等信息描述出来。把代码和元数据放在一块,各个能够装载的 以移植执行 (件 (包括 件 ),它们都包含着元数据。装载类,安排给对象实例内存空间,调用处理方法,形成本地代码,保障安全及 配置 运行时上下文的边界。 以下几种主要的功能 : 公共类型系统 (内存管理、即时编译 (版本管理。 ( 1)内存管理 以自动地分配空间给对象,给对象的引用进行管理,当对象不再被引用时,释放其空间。通过此种方式来管理生存期的对象称为托管数据。当代码被托管时,被托管数据能够在 架的应用程序中被应用、非托管数据或者应用这两者。 托管实施过程中提供的其中一项服务是自动内存管理。分配和释放应用程序的管理内存就是 垃圾回收器。针对开发人员来讲,在托管应用程序需要被开发时,他不需要把实施内存管理工作的代码编写出来。常见问题能够被自动内存管理解决掉,比如,忘记释放对象且致使内存泄漏,或己经被释放对象的内存被尝试访问。 ( 2)即时编译 当我们讲到即时编译 (in , 言就必须被提到。首先 编写的应用程序编译成为 节代码,当应用程序执行时,译器然后又把 节代码转变为内部机器码。 节代码供给了平台独立性,因而能够让 写的应用程序运行在任意平台上。这种思想在 成长了 12。 ( 3)公共类型系统 有一些组件以及应用程序里的对象是用不同的语言进行编写的,而 同济大学 硕士学位论文 基于 学院信息管理系统的设计与实现 11 可以较好的使这种对象之间交互起来。比如,当运用一种语言把一个类定义后,就能够使用其它语言把这 个类继承,或把这个类的方法调用起来。也能够把这个类的实例当作参数,将其递给使用其它语言编写的类的方法。由于一种公共类型系统 ( 义,所以可以集成各种语言。 公共类型系统被定义,它能够在中间语言里被应用,其设计合理,并且有着丰富内容的预定义数据类型集,凡是使用 语言,其最后都能够形成编译代码,它立足于这些类型。当包括其它类的实例,或类派生其它类时,它就需晓得其它类所运用的全部数据类型。比如,一个返回整型 (方法在 应用, 事实上是一个具有 32 位且有符号的整数,它事实上被映射成中间语言类型 C#中,关键字 运用来表示 是在 C#中能够直接应用 中的方法的返回值,就等同于一个 的方法所返回。 (4) 版本管理 本问题 (贯让应用程序发布者感到困惑,于是在 把程序集的概念引入到了微软。程序集是能够被它自己描绘的 件,是 安装单元,其它类库或注册配置是无需的,可以非常简单的把 好,也就是无需注册表项,完成 ”0 影响安装 ”。 程序集是版本控制、激活范围控制、重复使用、安全权限和部署的基本单元。程序集是一种集合,它是为协助工作而形成的类型和资源,一个逻辑功能单元就是由这些类型和资源组成。 中间层包括下一代的标准的系统服务,例如 类以及管理数据。这些服务都被架构所控制,它们能够通用,并能够使不同语言间其用法保持一致。顶层包括用户界面以及程序接口。 创立标准的 口 (经常把它称作 ”智能客户程序 ”),它是更高级的新方法。一个立足于 新 U 工被提供。 务是最具革命性的,它运用 S 以 P,为程序经过 务供给了一个工具,它与 类似,并且基于 术,在对象调度以及连接上被应用,所以也能够和非台集成。 口是 务,能够通过 行 13 架拥有两个重要部件 :公共语言运行环境、 架类库。 架的基础是公共语言运行环境 (从上图 以知道,公共语言运行环境在操作系统以上,在整个 构中, 类以上的部分的作用非常重要。 . 架类库是能够被重用的类型集合,它和公共语言运行库 完美 集成。此类库面向对象,可把它本身的托管代码提供出来,且功能的类型能够从中被导出。这让 架类型在使用上较简单,且在学习其新功能时,所耗时间有所减少。另外,第三方组件能够和 境被托管,它与 拟机 )相类似。编写应同济大学 硕士学位论文 基于 学院信息管理系统的设计与实现 12 用程序时运用 序语言,当被 给的编译器编译之后,形成的是一种与机器相独立的中间语言代码 (而不是执行的代码。 它在执行时,通用语言运行环境的类加载器 (中间语言的程序代码载入内存,然后运用实时编译,把它转化成 够执行的机器代码。因为这种作用机制被通用语言运行环境所拥有,因此运用 言编写的程序能够在任何具备通用语言运行环境的操作系统下执 行,把 略跨平台执行的目标实现了。 库包括以下两类:一是很抽象的基类,二是此基类派生出来的,具备实际功能的类。根据单一且有序的分级组织,这些类可以供给一个比较强大的功能集一从文件系统到进行 能的网络访问的各样功能。 系统命名空间 (基类库的最顶层,全部类的根命名空间就是它。它包含被所有应用程序运用的基础数据类型的类,如 承层次结构的根 )、 ,例如引用字符串 的是 名空间还包括很多二级命名空间,而且二级命名空间也许还包括三级命名空间。如组成 构的类是组成 名空间的主要部分, 名空 间在处 理 向它提 供了 基于 标 准的支 持,名空间把 务提供给企业应用程序 16,名空间给开发人员提供创建和配置分布式应用程序的类和接口。 架类库和通用语言运行环境整合 的很紧密,且是能够被重用的类型的集合,它把核心 最常用的功能以及外挂 功能封装到一个一致的包中。类库面向对象,并且受控代码给它们提供可以运用的功能。在运用类库时,开发人员仅仅需要把所需类库的引用添加到自己的应用中,然后这个类库里的全部方法、属性等就能够被使用。这样开发者就能够把精力集中在编写他们的应用程序所特有的代码,而不需要多次重复编写通常运用的功能的代码,比如与读写文件相类似的功能的代码,把他们本身应用程序中的源代码与 库的代码相互结合起来,这样创建的可读性好,且其可控制 代码具备高度的可扩展性。 统开发技术 开发环境 与之前的软件开发环境相比, 最大的优点就是将在境中的程序开发步骤进行了较好的简化,使其更加简洁易懂。 经问世就吸引了业界诸多专业人士的目光,已经有不少公司开始将这款软件应用同济大学 硕士学位论文 基于 学院信息管理系统的设计与实现 13 到实际的软件开发公司中并取得了一定成绩,经过国外多家公司的实践检验,业界一致认为 简化软件开发程序上有较大功效。 软 件开发方面具有完整性,在该环境中开发人员可以生成多种应用程序,例如, eb 在问世之前,每一种应用程序都要在其适用的环境中编写生成,多种环境之间的转换极大地浪费开发人员的精力与计算机的内存。 +# #都使用相同的集成开发环境 (该环境允许它们共享工具并有助于创建混合语言解决方案 17。 除此以外,凭借强大的功能,上述语言可以在同一个开发环境中简化一些应用程序的开 发步骤,同时还提供简化应用程序开发过程的技术支持。总体说来, 一个非常新颖的概念,微软公司一提出这个概念就受到了广泛评论, 新颖之处就是在于其包容性与兼容性,它可以同时兼容多种语言,可以同时为多种语言提供一个程序编写环境甚至是可以作为新一代互联网环境附带编写结构的技术支持。换句话说,微软公司提出这一新概念的目的就是为了实现使互联网附带编写结构,成为未来操作系统的平台与基础,扩大互联网的功能。 言是在 础上建立的,与 样,它与其他计算机语言的不同之处就在于它是直接面对对象的,就其性质来看,它是一种非直接的计算机语言并带有解释性。从原有的 言角度来看,是其在 境中的一个升级,两种语言的的基本功能与基本特性都是一样的,只是增强了对对象的支持。 与 比, 对象支持的增强主要表现在:第一,它将所有的数据类型转化成了对象,并赋予它们属 性与方法;第二,它增加了一些类型中的功能,例如引进了 法用来查找程序错误;第三,在 境中增加了程序代码直接转换成微软环境下的中间语言的功能;第四,其内部附带了 境中的程序配置功能,第五,在 ,对对象的编程可以用任何一种语言实现,不再像中受到计算机语言的限制,相 最大的进步。因此,我们可以说, 是 境中的一个升级,只是增强了对对象支持的功能。 窗体引擎的变化是 具有以下优点:能够使窗体自动改变大小,可以将控件固定在窗体的某些位置。这从另外一个方面来说,以上的工具完全有能力完成这些特殊任务 18 在 发系统中, 是其中的组成部分之一,支持的 要功能。 境同济大学 硕士学位论文 基于 学院信息管理系统的设计与实现 14 下, 是 一个升级,增加了一些功能,其中最主要的是将原来有环境限制的语言转换成面向所有环境与对象。 与当前现有的所有其他语言相比, 可以说是其中的翘楚,非常受软件开发人员的欢迎。 有比较强大的功能,一方面,具有比较稳定的应用程序,另一方面,还能够具有某些强化功能,这能够在很大程度上使很多问题得到很好的解决。总的来看, 今开发人员提供了强大的功能,现综述如下: ( 1)统一的集成开发环境 鉴于 有很多功能强大的开发工具,另外,很多可视化辅助工具也被集成到 ,这使其具有很多其他软件不具有的功能。其一方面能够使应用程序的开发过程得到很大的简化,另一方面也能够使编程效率获得极大的提高。最后, 言具有统一的开发环境,这样就减少了程序开发时不同开发环境、语言之间相互转化的工作量与难度。 ( 2)面向对象程序设计语言 众所周知, 大的特点就是它是直接基于对象的,这和面向对象的语言具有很大的不同,它无法完成重载与继承等操作。正是由于 入一些常见的诸如重载、继承和接口等新性能,才使面向对象成为可能,这是其获得了很

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