基于SOA的人口管理信息系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

摘要：在分析人口信息重要性的基礎(chǔ)上，研究人口管理信息化的需求和建模方法，并以面向服務(wù)的新的軟件系統(tǒng)開發(fā)方法—SOA技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)人口管理信息系統(tǒng)。為人口信息管理系統(tǒng)的開發(fā)提供一個可供借鑒參考的方法和途徑。

關(guān)鍵詞：人口；管理信息系統(tǒng)；SOA

中圖分類號：TP393.09 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 20-0000-03

人口信息是我國最核心、最重要的基礎(chǔ)信息資源之一，國家以人口信息為重要依據(jù)編制并實(shí)施各項(xiàng)法規(guī)、政策和經(jīng)濟(jì)發(fā)展策略。近年來，我國人口不斷快速增長，傳統(tǒng)的人口信息管理模式已經(jīng)無法滿足信息化社會發(fā)展的需要，因此需要采用計(jì)算機(jī)技術(shù)快速構(gòu)建適合于當(dāng)今社會發(fā)展步伐的人口管理信息系統(tǒng)。但由于我國計(jì)生部門信息化的建設(shè)缺乏統(tǒng)一、整體的頂層規(guī)劃，為后續(xù)的深化應(yīng)用帶來了困難。

1 國內(nèi)外現(xiàn)狀

人口信息資源是國家最重要的基礎(chǔ)資源之一，為國家執(zhí)行各項(xiàng)政策、分析各類數(shù)據(jù)提供依據(jù)，人口信息資源的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性關(guān)系到國家的發(fā)展和穩(wěn)定。人口信息管理系統(tǒng)的目的就是采取更為高效的手段對各類信息進(jìn)行采集、管理和存儲，這是政府部門的重要職能。

1.1 國外發(fā)展情況

美國作為世界上最發(fā)達(dá)的國家，最早開始進(jìn)行人口資源信息化建設(shè)。早在80年代初期，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到飛速發(fā)展，美國政府就立即決定摒棄以往傳統(tǒng)的人口信息管理模式，改用計(jì)算機(jī)將其信息化，這一舉措為美國的社會發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，同時為美國的社會保障體系奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。目前，瑞典、瑞士、德國等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，紛紛將人口資料進(jìn)行電子化處理，他們在國家層面上建立統(tǒng)一的國民信息數(shù)據(jù)庫，全國的各政府部門、私人化部門如需提取某個公民的個人信息，只要獲得相應(yīng)權(quán)限就可以從國家數(shù)據(jù)庫中獲取，這種模式有利于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和共享性。

1.2 國內(nèi)發(fā)展情況

國內(nèi)的信息化進(jìn)程啟動較晚，我國首個開展人口信息化[2]的城市是上海，由最初的單機(jī)系統(tǒng)逐步發(fā)展為聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，再發(fā)展為跨地域職能部門聯(lián)合，最終發(fā)展為區(qū)域多部門集成。目前，國內(nèi)一些沿海發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)走在了發(fā)展的前列，廣州、深圳、大連等城市陸續(xù)啟動了區(qū)域人口信息管理的信息化項(xiàng)目，高度重視對人口信息的采集、管理、處理、分析，深度挖掘資源的利用率，提高了相關(guān)政府部門的工作效率、保障了人口信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性、加快了人口信息化的建設(shè)腳步。

基于SOA的人口信息管理系統(tǒng)，利用了SOA架構(gòu)對IT系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)的強(qiáng)大整合能力，把政府部門之間各個獨(dú)立的業(yè)務(wù)系統(tǒng)互相通信，變?yōu)橐粋€動態(tài)更新、規(guī)模龐大的政府人口信息庫，這個龐大系統(tǒng)功能的增加、刪除、變更，將是非常容易實(shí)現(xiàn)的。

2 面向服務(wù)體系架構(gòu)技術(shù)概述

SOA的英文全稱是Service-Oriented Architecture，中文意思是面向服務(wù)的體系架構(gòu)。這一概念由Gartner提出，并給出了定義[1]。Gartner指出，SOA是針對客戶機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)出現(xiàn)的，從此應(yīng)用軟件將不再劃分為功能模塊，而是由服務(wù)和服務(wù)請求共同構(gòu)成。SOA比常規(guī)的客戶機(jī)/服務(wù)器模式更加優(yōu)化，主要體現(xiàn)在各服務(wù)間的耦合程度低、接口符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)上。

2.1 SOA的主要組成部分

提供者（SP，Service Provider）服務(wù)提供者長期貯存在網(wǎng)絡(luò)上，等待消費(fèi)者進(jìn)行請求，接收消費(fèi)者的請求參數(shù)。提供者是消費(fèi)者和服務(wù)注冊機(jī)之間的紐帶。

消費(fèi)者（SC，Service Consumer）服務(wù)消費(fèi)者是模塊，用于完成對服務(wù)的請求。消費(fèi)者能夠連接到注冊機(jī)，并獲取服務(wù)列表供用戶查看，當(dāng)用戶選擇某一服務(wù)時，消費(fèi)者需要通過相關(guān)參數(shù)定位到該服務(wù)，并按照實(shí)現(xiàn)約定好的固定格式對服務(wù)進(jìn)行請求。

注冊機(jī)制（SR，Service Register）該模塊是整個SOA的核心，相當(dāng)于應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)器，用于存放網(wǎng)絡(luò)中所有可以應(yīng)用的服務(wù)列表及其相應(yīng)參數(shù)，同時注冊機(jī)制還定義了請求服務(wù)時的格式要求。

2.2 SOA的原理

首先用戶通過服務(wù)請求者向服務(wù)注冊中心提出請求，服務(wù)注冊中心根據(jù)請求參數(shù)在列表中查詢服務(wù)。如果找到該服務(wù)，則將事先定義好的請求參數(shù)格式和服務(wù)所在的地點(diǎn)參數(shù)發(fā)送給服務(wù)請求者。請求者根據(jù)注冊中心返回的內(nèi)容找到服務(wù)提供者，并通過SOAP的方式對服務(wù)進(jìn)行調(diào)用。其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

圖 1 SOA協(xié)作

2.3 SOA的優(yōu)勢

SOA體系架構(gòu)相比舊有架構(gòu)來講，具有許多優(yōu)勢，它是一種低侵入性的架構(gòu)，可以在盡量不將原有系統(tǒng)推倒重來的情況下進(jìn)行部分改造。這種特性使得各類系統(tǒng)都可以依靠SOA來延長自己系統(tǒng)的生命周期，提升系統(tǒng)的層次。具體分析SOA的優(yōu)勢如下：（1）通過使用SOA框架，不僅可以指導(dǎo)新開發(fā)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，更可以充分利用系統(tǒng)的現(xiàn)有基礎(chǔ)，對局部做出調(diào)整和改進(jìn)；（2）利于投入商品化建設(shè)，由于SOA都遵守相同的發(fā)布協(xié)議、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的WSDL文檔，有效促進(jìn)軟件產(chǎn)品的商品化應(yīng)用；（3）降低成本 SOA技術(shù)的技術(shù)門檻不高，因此有利于開發(fā)團(tuán)隊(duì)的快速專業(yè)學(xué)習(xí)，團(tuán)隊(duì)的日趨發(fā)展，大大節(jié)省了技術(shù)成本和投資成本；（4）業(yè)務(wù)流程隨時更新SOA的中心是服務(wù)，因此當(dāng)某一業(yè)務(wù)流程發(fā)生變更時，無需對其他服務(wù)進(jìn)行改動。某一個復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程是通過若干服務(wù)完成的，無需改動任何代碼，因此可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的不斷更新。

以業(yè)務(wù)為設(shè)計(jì)中心 現(xiàn)有系統(tǒng)大多數(shù)都是以功能為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，開發(fā)者為了完成功能不僅需要具備開發(fā)知識，還需要了解完成這些功能所需的業(yè)務(wù)知識，造成開發(fā)的嚴(yán)重遲緩。SOA架構(gòu)以業(yè)務(wù)為分割線，當(dāng)業(yè)務(wù)被劃分為服務(wù)后，開發(fā)者只需要針對每個服務(wù)所需完成的功能進(jìn)行開發(fā)，而后針對某項(xiàng)復(fù)雜功能所需調(diào)用的服務(wù)順序進(jìn)行標(biāo)識，大大簡化了開發(fā)的過程。

3 人口管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 整體思想設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以J2EE技術(shù)架構(gòu)為基礎(chǔ)，依托以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)下的分布式體系結(jié)構(gòu)，其中不止有B/S架構(gòu)系統(tǒng)，還有基于C/S結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng)。采用B/S結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的子系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)門戶網(wǎng)站、OA系統(tǒng)（自動化辦公系統(tǒng)），基于B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)客戶端瀏覽器/web中間層/中心服務(wù)器三層結(jié)構(gòu)，確保信息的實(shí)時性?；贑/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的子系統(tǒng)主要是人口管理信息系統(tǒng)及其客戶端，利用先進(jìn)的Web Service技術(shù)、桌面富客戶端應(yīng)用、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)，該系統(tǒng)得以穩(wěn)定運(yùn)行。另外，該系統(tǒng)為各分支機(jī)構(gòu)提供了即時通信服務(wù)，采用P2P技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，并結(jié)合J2EE中的JMS通信開發(fā)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

由于該系統(tǒng)產(chǎn)生和存儲的數(shù)據(jù)信息涉及大量私人信息，且對政府機(jī)關(guān)的日常決策工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，因此必須做好系統(tǒng)數(shù)據(jù)方面的安全措施。設(shè)置數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時備份，確保當(dāng)主服務(wù)器無法正常工作時，系統(tǒng)能夠切換到一級備份服務(wù)器繼續(xù)工作，保障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全、24小時無中斷服務(wù)。

除數(shù)據(jù)、備份服務(wù)器外，機(jī)房還備有網(wǎng)絡(luò)容器服務(wù)器、中間件服務(wù)器、郵件和通信服務(wù)器。以上各服務(wù)器都進(jìn)行了優(yōu)化配置，包括端口配置、內(nèi)存配置等過程，可以保證服務(wù)器間絕不沖突，這種方式有效的提高了系統(tǒng)的性能和訪問速度，同時降低了各子系統(tǒng)間的耦合度。

3.2 功能框架設(shè)計(jì)

中國政府非常重視人口信息化建設(shè)。在國家“十一五”規(guī)劃中制定了人口和計(jì)劃生育信息化建設(shè)的總體目標(biāo)和加快推進(jìn)人口和計(jì)劃生育信息化建設(shè)的要求，目標(biāo)是建立起一套完善的人口信息指標(biāo)體系；建立人和健全人口信息數(shù)據(jù)庫；建立和健全人口信息數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；建設(shè)計(jì)生業(yè)務(wù)信息平臺，實(shí)現(xiàn)人口信息基礎(chǔ)管理系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)等系統(tǒng)模塊的建設(shè)。

圖 2 系統(tǒng)功能模塊

（1）人口信息指標(biāo)體系。人口指標(biāo)體系是人口信息系統(tǒng)的總體指標(biāo)。人口信息指標(biāo)體系從存活、生育、死亡和遷移等四個方面全面描述了人口系統(tǒng)。依據(jù)國家關(guān)于人口信息系統(tǒng)要求，系統(tǒng)結(jié)合人口計(jì)生系統(tǒng)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，建立和健全人口信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）人口信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。按照人口信息管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，依托原有的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過基層單位的數(shù)據(jù)采集和錄入，實(shí)現(xiàn)匯總并比對校驗(yàn)，建立和健全人口數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。對常住戶籍所在地的人口，特別是對20—49周歲已婚育齡婦女的個案進(jìn)行服務(wù)和管理，并提供與其它系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入和導(dǎo)出功能。

（3）信息基礎(chǔ)管理系統(tǒng)。完成日常的人口基礎(chǔ)信息的提交、增加、刪改、查詢、比對等功能。主要功能包括：數(shù)據(jù)錄入（要有多種方式）、信息變更、信息查詢、匯總打印、數(shù)據(jù)導(dǎo)入（導(dǎo)出）、數(shù)據(jù)展示、系統(tǒng)維護(hù)等。

（4）流動人口管理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要功能是建立流動人口基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對流出、流入人口進(jìn)行綜合性信息管理。該系統(tǒng)包括：流動人口信息管理系統(tǒng)、流動人口計(jì)劃生育服務(wù)管理信息系統(tǒng)。

（5）統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)。主要包含有各級統(tǒng)計(jì)報(bào)表、人口信息常規(guī)分析等。通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)報(bào)表自動接收、審核、生成、上報(bào)、統(tǒng)計(jì)、查詢、自動生成報(bào)表分析、自定制報(bào)表、報(bào)表格式轉(zhuǎn)換等功能。

3.3 平臺體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合考慮網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)等因素，擬采用三層C/S[3]架構(gòu)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，在客戶端拋棄傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)模式，而采用基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)的智能客戶端技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

（1）客戶端架構(gòu)。運(yùn)用智能客戶端設(shè)計(jì)基于SOA的人口信息管理系統(tǒng)的客戶端部分，主要功能是進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理。智能客戶端是一種可擴(kuò)展的、能有機(jī)集成不同應(yīng)用的桌面應(yīng)用程序，它的優(yōu)點(diǎn)是部署方便、動態(tài)加載、即時安裝，通過Xcopy技術(shù)即可運(yùn)行，而不需要對操作系統(tǒng)的注冊表進(jìn)行修改，可以智能升級、動態(tài)更新，支持WebService接口，能夠穿透防火墻。

智能客戶端具有瘦客戶端和富客戶端的優(yōu)點(diǎn)，同時能夠?qū)Ρ镜刭Y源和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效調(diào)取，可以說是新一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的趨勢。智能客戶端還能有效緩解對服務(wù)器的參數(shù)要求，以往需要存放在服務(wù)器上的應(yīng)用程序，可以跟隨智能客戶端注入到客戶機(jī)中，降低對服務(wù)器要求的同時，還能提升運(yùn)行速度。當(dāng)系統(tǒng)需要升級時，只需在服務(wù)端發(fā)布升級包，智能客戶端的自動更新模塊會自動探索到本地版本和服務(wù)器版本的差異，并自動進(jìn)行升級，有效的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用在分布式環(huán)境下升級困難的問題。

底層操作平臺之上需要部署的是我們的應(yīng)用系統(tǒng)平臺，該平臺包含許多功能模塊?？蛻舳讼啾确?wù)器需要安裝的軟件稍多，除客戶端軟件外，仍需安裝基礎(chǔ)應(yīng)用軟件，如文字處理、圖形處理、視頻會議、文字識別等辦公軟件，這些軟件某種程度上可以作為本系統(tǒng)部分信息的采集途徑，如圖3所示

圖 3 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理平臺體系結(jié)構(gòu)圖

（2）服務(wù)器端架構(gòu)。該系統(tǒng)屬分布式應(yīng)用，因此服務(wù)器端的設(shè)計(jì)采用了目前較為先進(jìn)的SOA技術(shù)。SOA體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)不再按照功能模塊劃分，而是按照系統(tǒng)的業(yè)務(wù)進(jìn)行劃分為不同服務(wù)，服務(wù)間相互獨(dú)立，通過事先定義好的接口整合起來。SOA是一種應(yīng)用程序的體系架構(gòu)，以XML為基礎(chǔ)，符合W3C中有關(guān)通信的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

SOA體系結(jié)構(gòu)的各個業(yè)務(wù)模塊是獨(dú)立的，因此在設(shè)計(jì)時需要考慮各服務(wù)之間的流程順序和業(yè)務(wù)關(guān)系，通過接口將其聯(lián)系起來。

SOA架構(gòu)使系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊，即服務(wù)之間耦合度降低，有效的提升了系統(tǒng)性能，使系統(tǒng)功能封裝性強(qiáng)，安全性高，同時易于擴(kuò)展。服務(wù)器端的系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖4所示。

圖 4 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理平臺服務(wù)器端體系結(jié)構(gòu)圖

信息的外部接口包含兩部分（B/S和C/S），B/S中即客戶提交各類請求的表單；C/S中指的是客戶端和服務(wù)器的數(shù)據(jù)連接。當(dāng)用戶使用客戶端向服務(wù)器發(fā)送業(yè)務(wù)請求時，請求首先經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)被傳送至服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)接收的內(nèi)容進(jìn)行處理，并利用網(wǎng)絡(luò)向客戶端傳送結(jié)果，客戶端接收到結(jié)果后，按照事先定義好的規(guī)則進(jìn)行解析向前臺用戶展示。圖中流程管理器的主要作用是為服務(wù)器管理各客戶端發(fā)送的服務(wù)請求，負(fù)責(zé)記錄不同請求的順序，記錄請求者等基礎(chǔ)信息，同時負(fù)責(zé)向請求者發(fā)送服務(wù)器處理的結(jié)果。

（3）實(shí)現(xiàn)形式。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時充分考慮了SOA架構(gòu)的優(yōu)勢，將主要業(yè)務(wù)模塊設(shè)計(jì)為Web服務(wù)的形式，而不是像以往的設(shè)計(jì)一樣按照功能模塊對系統(tǒng)進(jìn)行組織。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是將開發(fā)重點(diǎn)放在系統(tǒng)的業(yè)務(wù)上，將業(yè)務(wù)封裝更加完整，降低耦合度，同時模塊修改靈活，擴(kuò)展性強(qiáng)。另外，使用這種方式后，無論B/S客戶端還是C/S客戶端，都能使用同樣的方式調(diào)用同樣的Web Service接口來實(shí)現(xiàn)功能，從而降低開發(fā)成本。

3.4 數(shù)據(jù)庫平臺設(shè)計(jì)

首先是設(shè)計(jì)原則方面，要遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，由大到小可分為國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)自行制定的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)需要立足于現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，建立符合需求、適應(yīng)發(fā)展的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

對于應(yīng)用中常用的、易于分類的信息，應(yīng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)代碼表，同時提供代碼維護(hù)模塊和數(shù)據(jù)代碼同步模塊，便于開發(fā)者和使用者進(jìn)行代碼維護(hù)。

基于SOA架構(gòu)的人口信息管理平臺，根據(jù)國家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對相關(guān)數(shù)據(jù)模塊建立了信息代碼表，同時實(shí)現(xiàn)了和各機(jī)構(gòu)已有系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)格式匹配器模塊，實(shí)現(xiàn)對歷史信息的復(fù)用；提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出模塊，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)。

系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)共享，還要實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)，因此需要構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化接口平臺。該平臺負(fù)責(zé)對系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、組織，并通過網(wǎng)絡(luò)、軟件或硬件的接口方式向其他系統(tǒng)傳遞或請求。進(jìn)行傳遞的數(shù)據(jù)的格式需要符合實(shí)現(xiàn)制定的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，符合W3C標(biāo)準(zhǔn)、符合網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，支持異步傳送，屏蔽異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的孤立性。

4 結(jié)束語

本文以開發(fā)人口信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，從整體思想、功能框架、平臺體系和數(shù)據(jù)庫平臺的研究設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案，基于SOA的系統(tǒng)使設(shè)計(jì)人員能夠從各項(xiàng)繁雜的需求當(dāng)中解脫出來，而專心業(yè)務(wù)分解和功能實(shí)現(xiàn)，最終確定使用SOA作為技術(shù)架構(gòu)，構(gòu)建功能強(qiáng)健、性能穩(wěn)定的信息系統(tǒng)，具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價值。

目前，我國的人口信息管理尚處于發(fā)展的初期階段，構(gòu)建人口信息管理的大系統(tǒng)，以形成村鎮(zhèn)、鄉(xiāng)縣、地市、省廣域數(shù)據(jù)資源網(wǎng)絡(luò)，加快信息傳遞效率，提升數(shù)據(jù)共享性，提高人口計(jì)生信息管理效率和質(zhì)量的工作勢在必行。

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