CN115269292A - 一种计算机系统硬盘切换控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于硬盘切换控制技术领域，公开了一种计算机系统硬盘切换控制装置。包括：硬盘容量检测模块、硬盘温度检测模块、故障检测模块、中央控制模块、加密模块、切换模块、数据恢复模块、警报模块、显示模块。本发明通过故障检测模块能够实现单个硬盘测试的自动化，从而能够节省硬盘检测时间，提高硬盘检测效率；同时，通过数据恢复模块在读取数据块的首页的数据信息之后，能够根据首页的数据信息确定数据块的块状态，该块状态为数据块的使用状态，然后硬盘对块状态进行标记，因此硬盘只通过读取首页的数据信息就能够确定数据块的块状态并进行标记，从而快速恢复丢失的块状态，提升了硬盘存储数据的性能。

Description

一种计算机系统硬盘切换控制装置

技术领域

本发明属于硬盘切换控制技术领域，尤其涉及一种计算机系统硬盘切换控制装置。

背景技术

目前：电脑硬盘是计算机的最主要的存储设备。硬盘(英文名：HardDiskDrive简称HDD全名温彻斯特式硬盘)由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。早期的硬盘存储媒介是可替换的，不过今日典型的硬盘是固定的存储媒介，被封在硬盘里(除了一个过滤孔，用来平衡空气压力)。随着发展，可移动硬盘也出现了，而且越来越普及，种类也越来越多.大多数微机上安装的硬盘，由于都采用温切斯特(winchester)技术而被称之为“温切斯特硬盘”，或简称“温盘”。然而，现有硬盘检测通过人工手动测试硬盘；只能进行单硬盘测试，且费时费力；当被测硬盘数量很大时，利用自动化脚本进行硬盘测试也比较费时费力，测试效率低下；同时，当硬盘遇到突然断电等异常情况时，硬盘的NAND可能会来不及保存元数据，从而造成元数据的丢失。而块状态作为元数据的一种，也有可能在异常断电时丢失。在异常断电后再接通电源，硬盘无法恢复所有元数据，导致元数据中的部分块状态永久性丢失

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有硬盘检测通过人工手动测试硬盘；只能进行单硬盘测试，且费时费力；当被测硬盘数量很大时，利用自动化脚本进行硬盘测试也比较费时费力，测试效率低下；同时，当硬盘遇到突然断电等异常情况时，硬盘的NAND可能会来不及保存元数据，从而造成元数据的丢失。而块状态作为元数据的一种，也有可能在异常断电时丢失。在异常断电后再接通电源，硬盘无法恢复所有元数据，导致元数据中的部分块状态永久性丢失。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种计算机系统硬盘切换控制装置。

本发明是这样实现的，一种计算机系统硬盘切换控制装置，包括：硬盘容量检测模块、硬盘温度检测模块、故障检测模块、中央控制模块、加密模块、切换模块、数据恢复模块、警报模块、显示模块；

所述硬盘容量检测模块、硬盘温度检测模块、故障检测模块设置在中央控制模块的正面一侧，所述硬盘容量检测模块设置在硬盘温度检测模块右侧，所述故障检测模块设置在硬盘温度检测模块左侧，所述警报模块和显示模块通过螺母固定安装在中央控制模块上表面，所述加密模块设置在中央控制模块右侧面，所述切换模块和数据恢复模块设置在中央控制模块后面一侧；

其中，硬盘容量检测模块，与中央控制模块连接，用于通过容量检测程序检测硬盘容量，首先容量检测程序对硬盘进行全盘扫描，扫描硬盘是否分区完整以及是否有故障，然后对硬盘进行分区扫描，判断分区内是否包含文件以及还剩多少容量，将所有分区反馈的剩余容量进行叠加计算，得到最终硬盘的容量；

硬盘温度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过温度传感器检测硬盘温度数据，采用电阻温度传感器，基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加，随温度的上升而改变电阻值，采用正电阻系数，采用铜材料制成，通过测得的电阻值直接得到硬盘的实时温度；

故障检测模块，与中央控制模块连接，用于通过自动化故障检测程序对硬盘故障信息进行检测，使用自动化故障检测程序内置的检测方法对硬盘故障信息进行检测；

中央控制模块，与硬盘容量检测模块、硬盘温度检测模块、故障检测模块、加密模块、切换模块、数据恢复模块、警报模块、显示模块连接，用于通过中央处理器控制各个模块正常工作，主控制器对外部信号进行采集，通过分析处理后输出给输出通道，当外部需要模拟量输出时，系统经过D/A转换器转换成标准电信号进行输出；

加密模块，与中央控制模块连接，用于通过加密程序对硬盘数据进行加密处理，加密程序采用非对称密钥加密，加密和解密使用不同的密钥，使用随机算法生成不同的密钥，将密钥分配给系统和系统内部的管理员，由管理员将密钥保存，密钥每使用一次，就重新生成一次非对称密钥，重新分配；

切换模块，与中央控制模块连接，用于通过切换电路对硬盘进行切换操作，需要进行电路切换时，切换电路根据当前硬盘的容量以及当前的负载情况对电路进行选择，然后切换；

数据恢复模块，与中央控制模块连接，用于通过恢复程序对硬盘损失数据进行恢复，使用回复程序内置的恢复方法对数据进行恢复；

警报模块，与中央控制模块连接，用于通过警报器根据检测故障及异常温度进行及时警报通知，警报模块接收到故障信号，信号由模块通过信号总线送入警报器，产生报警；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示检测的硬盘容量、硬盘温度、硬盘故障信息，中央控制模块将信息以数字信号的形式传送至显示模块，显示模块将数字信号传入显示屏，以供显示。

优选的，所述故障检测模块检测方法如下：

(1)通过故障检测程序生成硬盘信息列表；

(2)对当前被测硬盘进行SMART信息指标检验，如果所述当前被测硬盘通过SMART信息指标检验，则通过抓取所述当前被测硬盘SMART信息中的关键字来进行长短测试，否则输出表明所述当前被测硬盘故障的测试结果；

(3)如果所述当前被测硬盘通过长短测试，则输出表明所述当前测试硬盘正常的测试结果，否则输出表明所述当前被测硬盘故障的测试结果；

(4)移除所述当前被测硬盘，并根据所述硬盘信息列表更换下一个被测硬盘依次进行SMART信息指标检验和长短测试，直至完成所述硬盘信息列表中所有硬盘的检测。

优选的，所述生成硬盘信息列表包括：利用Lsscsi工具获取系统下所有硬盘的硬盘名称，利用SMART工具获取各个硬盘的供应商、型号、序列号、接口类型、容量、固件版本号和使用时间，生成硬盘信息列表。

优选的，所述数据恢复模块恢复方法如下：

1)通过恢复程序读取硬盘数据块的首页的数据信息；

2)所述硬盘根据所述首页的数据信息确定所述数据块的块状态，所述块状态为数据块的使用状态；

3)所述硬盘对所述块状态进行标记。

优选的，所述硬盘根据所述首页的数据信息确定所述数据块的块状态包括：所述硬盘判断所述数据块的首页是否存在所述数据信息；

若否，则所述硬盘确定所述块状态为未使用。

优选的，所述在所述硬盘判断所述数据块的首页是否存在所述数据信息之后，所述方法还包括：

若是，则所述硬盘确定所述数据块的首页已使用；

在所述硬盘确定所述数据块的首页已使用之后，所述方法还包括：

所述硬盘判断所述数据块的尾页是否存在所述数据信息；

若是，则所述硬盘确定所述块状态为已全部使用；

在所述硬盘判断所述数据块的尾页是否存在所述数据信息之后，所述方法还包括：

若否，则所述硬盘确定所述块状态为部分使用。

优选的，所述硬盘温度检测模块还可以进行温度控制，获取当前时间与5s 前的温度数据信号，将输出量的温度信号采用负反馈形式反馈到输入端并与误差信号比较，构成温度反馈信号，温度反馈信号传输至中央控制模块，中央控制模块中的服务器对反馈信号进行分析，当信号在设定的温度范围内，中央控制模块不下发指令，一旦超过设定的温度范围，控制器立刻下达断电或者减温指令。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述计算机系统硬盘切换控制装置的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述计算机系统硬盘切换控制装置的移动设备。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述计算机系统硬盘切换控制装置。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明通过故障检测模块能够实现单个硬盘测试的自动化，并输出测试结果以便于测试人员根据测试结果判断测试硬盘状态，快速移除测试硬盘并进行测试硬盘添加，从而能够节省硬盘检测时间，提高硬盘检测效率；同时，通过数据恢复模块在读取数据块的首页的数据信息之后，能够根据首页的数据信息确定数据块的块状态，该块状态为数据块的使用状态，然后硬盘对块状态进行标记，因此硬盘只通过读取首页的数据信息就能够确定数据块的块状态并进行标记，从而快速恢复丢失的块状态，提升了硬盘存储数据的性能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的计算机系统硬盘切换控制装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的计算机系统硬盘切换控制装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的计算机系统硬盘切换控制装置的结构框示意图；

图中：1、硬盘容量检测模块；2、硬盘温度检测模块；3、故障检测模块； 4、中央控制模块；5、加密模块；6、切换模块；7、数据恢复模块；8、警报模块；9、显示模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种计算机系统硬盘切换控制装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。

主要方案和效果描述部分：

如图1、2所示，一种计算机系统硬盘切换控制装置。其特征在于，包括：硬盘容量检测模块1、硬盘温度检测模块2、故障检测模块3、中央控制模块4、加密模块5、切换模块6、数据恢复模块7、警报模块8、显示模块9。所述硬盘容量检测模块1、硬盘温度检测模块2、故障检测模块3设置在中央控制模块4 的正面一侧，所述硬盘容量检测模块1设置在硬盘温度检测模块2右侧，所述故障检测模块3设置在硬盘温度检测模块2左侧，所述警报模块8和显示模块9 通过螺母固定安装在中央控制模块4上表面，所述加密模块5设置在中央控制模块4右侧面，所述切换模块6和数据恢复模块7设置在中央控制模块4后面一侧。

如图3所示，硬盘容量检测模块1，与中央控制模块4连接，用于通过容量检测程序检测硬盘容量，首先容量检测程序对硬盘进行全盘扫描，扫描硬盘是否分区完整以及是否有故障，然后对硬盘进行分区扫描，判断分区内是否包含文件以及还剩多少容量，将所有分区反馈的剩余容量进行叠加计算，得到最终硬盘的容量；

硬盘温度检测模块2，与中央控制模块4连接，用于通过温度传感器检测硬盘温度数据，采用电阻温度传感器，基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加，随温度的上升而改变电阻值，采用正电阻系数，采用铜材料制成，通过测得的电阻值直接得到硬盘的实时温度；

故障检测模块3，与中央控制模块4连接，用于通过自动化故障检测程序对硬盘故障信息进行检测，使用自动化故障检测程序内置的检测方法对硬盘故障信息进行检测；

中央控制模块4，与硬盘容量检测模块1、硬盘温度检测模块2、故障检测模块3、加密模块5、切换模块6、数据恢复模块7、警报模块8、显示模块9 连接，用于通过中央处理器控制各个模块正常工作，主控制器对外部信号进行采集，通过分析处理后输出给输出通道，当外部需要模拟量输出时，系统经过 D/A转换器转换成标准电信号进行输出；

加密模块5，与中央控制模块4连接，用于通过加密程序对硬盘数据进行加密处理，加密程序采用非对称密钥加密，加密和解密使用不同的密钥，使用随机算法生成不同的密钥，将密钥分配给系统和系统内部的管理员，由管理员将密钥保存，密钥每使用一次，就重新生成一次非对称密钥，重新分配；

切换模块6，与中央控制模块4连接，用于通过切换电路对硬盘进行切换操作，需要进行电路切换时，切换电路根据当前硬盘的容量以及当前的负载情况对电路进行选择，然后切换；

数据恢复模块7，与中央控制模块4连接，用于通过恢复程序对硬盘损失数据进行恢复，使用回复程序内置的恢复方法对数据进行恢复；

警报模块8，与中央控制模块4连接，用于通过警报器根据检测故障及异常温度进行及时警报通知，警报模块接收到故障信号，信号由模块通过信号总线送入警报器，产生报警；

显示模块9，与中央控制模块4连接，用于通过显示器显示检测的硬盘容量、硬盘温度、硬盘故障信息，中央控制模块将信息以数字信号的形式传送至显示模块，显示模块将数字信号传入显示屏，以供显示。

进一步，所述故障检测模块3检测方法如下：

(1)通过故障检测程序生成硬盘信息列表；

(2)对当前被测硬盘进行SMART信息指标检验，如果所述当前被测硬盘通过SMART信息指标检验，则通过抓取所述当前被测硬盘SMART信息中的关键字来进行长短测试，否则输出表明所述当前被测硬盘故障的测试结果；

(3)如果所述当前被测硬盘通过长短测试，则输出表明所述当前测试硬盘正常的测试结果，否则输出表明所述当前被测硬盘故障的测试结果；

(4)移除所述当前被测硬盘，并根据所述硬盘信息列表更换下一个被测硬盘依次进行SMART信息指标检验和长短测试，直至完成所述硬盘信息列表中所有硬盘的检测。

进一步，所述生成硬盘信息列表包括：利用Lsscsi工具获取系统下所有硬盘的硬盘名称，利用SMART工具获取各个硬盘的供应商、型号、序列号、接口类型、容量、固件版本号和使用时间，生成硬盘信息列表。

进一步，所述数据恢复模块7恢复方法如下：

1)通过恢复程序读取硬盘数据块的首页的数据信息；

2)所述硬盘根据所述首页的数据信息确定所述数据块的块状态，所述块状态为数据块的使用状态；

3)所述硬盘对所述块状态进行标记。

进一步，所述硬盘根据所述首页的数据信息确定所述数据块的块状态包括：所述硬盘判断所述数据块的首页是否存在所述数据信息；

若否，则所述硬盘确定所述块状态为未使用。

进一步，所述在所述硬盘判断所述数据块的首页是否存在所述数据信息之后，所述方法还包括：

若是，则所述硬盘确定所述数据块的首页已使用；

在所述硬盘确定所述数据块的首页已使用之后，所述方法还包括：

所述硬盘判断所述数据块的尾页是否存在所述数据信息；

若是，则所述硬盘确定所述块状态为已全部使用；

在所述硬盘判断所述数据块的尾页是否存在所述数据信息之后，所述方法还包括：

若否，则所述硬盘确定所述块状态为部分使用。

进一步，所述硬盘温度检测模块还可以进行温度控制，获取当前时间与5s 前的温度数据信号，将输出量的温度信号采用负反馈形式反馈到输入端并与误差信号比较，构成温度反馈信号，温度反馈信号传输至中央控制模块，中央控制模块中的服务器对反馈信号进行分析，当信号在设定的温度范围内，中央控制模块不下发指令，一旦超过设定的温度范围，控制器立刻下达断电或者减温指令。

本发明工作时，首先，通过硬盘容量检测模块1利用容量检测程序检测硬盘容量；通过硬盘温度检测模块2利用温度传感器检测硬盘温度数据；通过故障检测模块3利用自动化故障检测程序对硬盘故障信息进行检测；其次，中央控制模块4调度加密模块5利用加密程序对硬盘数据进行加密处理；通过切换模块6利用切换电路对硬盘进行切换操作；通过数据恢复模块7利用恢复程序对硬盘损失数据进行恢复；然后，通过警报模块8利用警报器根据检测故障及异常温度进行及时警报通知；最后，通过显示模块9利用显示器显示检测的硬盘容量、硬盘温度、硬盘故障信息。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种计算机系统硬盘切换控制装置，其特征在于，所述计算机系统硬盘切换控制装置包括：硬盘容量检测模块、硬盘温度检测模块、故障检测模块、中央控制模块、加密模块、切换模块、数据恢复模块、警报模块、显示模块；

所述硬盘容量检测模块、硬盘温度检测模块、故障检测模块设置在中央控制模块的正面一侧，所述硬盘容量检测模块设置在硬盘温度检测模块右侧，所述故障检测模块设置在硬盘温度检测模块左侧，所述警报模块和显示模块通过螺母固定安装在中央控制模块上表面，所述加密模块设置在中央控制模块右侧面，所述切换模块和数据恢复模块设置在中央控制模块后面一侧；

其中，硬盘容量检测模块，与中央控制模块连接，用于通过容量检测程序检测硬盘容量，首先容量检测程序对硬盘进行全盘扫描，扫描硬盘是否分区完整以及是否有故障，然后对硬盘进行分区扫描，判断分区内是否包含文件以及还剩多少容量，将所有分区反馈的剩余容量进行叠加计算，得到最终硬盘的容量；

硬盘温度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过温度传感器检测硬盘温度数据，采用电阻温度传感器，基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加，随温度的上升而改变电阻值，采用正电阻系数，采用铜材料制成，通过测得的电阻值直接得到硬盘的实时温度；

故障检测模块，与中央控制模块连接，用于通过自动化故障检测程序对硬盘故障信息进行检测，使用自动化故障检测程序内置的检测方法对硬盘故障信息进行检测；

中央控制模块，与硬盘容量检测模块、硬盘温度检测模块、故障检测模块、加密模块、切换模块、数据恢复模块、警报模块、显示模块连接，用于通过中央处理器控制各个模块正常工作，主控制器对外部信号进行采集，通过分析处理后输出给输出通道，当外部需要模拟量输出时，系统经过D/A转换器转换成标准电信号进行输出；

加密模块，与中央控制模块连接，用于通过加密程序对硬盘数据进行加密处理，加密程序采用非对称密钥加密，加密和解密使用不同的密钥，使用随机算法生成不同的密钥，将密钥分配给系统和系统内部的管理员，由管理员将密钥保存，密钥每使用一次，就重新生成一次非对称密钥，重新分配；

切换模块，与中央控制模块连接，用于通过切换电路对硬盘进行切换操作，需要进行电路切换时，切换电路根据当前硬盘的容量以及当前的负载情况对电路进行选择，然后切换；

数据恢复模块，与中央控制模块连接，用于通过恢复程序对硬盘损失数据进行恢复，使用回复程序内置的恢复方法对数据进行恢复；

警报模块，与中央控制模块连接，用于通过警报器根据检测故障及异常温度进行及时警报通知，警报模块接收到故障信号，信号由模块通过信号总线送入警报器，产生报警；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示检测的硬盘容量、硬盘温度、硬盘故障信息，中央控制模块将信息以数字信号的形式传送至显示模块，显示模块将数字信号传入显示屏，以供显示。

2.如权利要求1所述的计算机系统硬盘切换控制装置，其特征在于，所述故障检测模块检测方法如下：

(1)通过故障检测程序生成硬盘信息列表；

(2)对当前被测硬盘进行SMART信息指标检验，如果所述当前被测硬盘通过SMART信息指标检验，则通过抓取所述当前被测硬盘SMART信息中的关键字来进行长短测试，否则输出表明所述当前被测硬盘故障的测试结果；

(3)如果所述当前被测硬盘通过长短测试，则输出表明所述当前测试硬盘正常的测试结果，否则输出表明所述当前被测硬盘故障的测试结果；

(4)移除所述当前被测硬盘，并根据所述硬盘信息列表更换下一个被测硬盘依次进行SMART信息指标检验和长短测试，直至完成所述硬盘信息列表中所有硬盘的检测。

3.如权利要求2所述的计算机系统硬盘切换控制装置，其特征在于，所述生成硬盘信息列表包括：利用Lsscsi工具获取系统下所有硬盘的硬盘名称，利用SMART工具获取各个硬盘的供应商、型号、序列号、接口类型、容量、固件版本号和使用时间，生成硬盘信息列表。

4.如权利要求1所述的计算机系统硬盘切换控制装置，其特征在于，所述数据恢复模块恢复方法如下：

1)通过恢复程序读取硬盘数据块的首页的数据信息；

2)所述硬盘根据所述首页的数据信息确定所述数据块的块状态，所述块状态为数据块的使用状态；

3)所述硬盘对所述块状态进行标记。

5.如权利要求4所述的计算机系统硬盘切换控制装置，其特征在于，所述硬盘根据所述首页的数据信息确定所述数据块的块状态包括：

所述硬盘判断所述数据块的首页是否存在所述数据信息；

若否，则所述硬盘确定所述块状态为未使用。

6.如权利要求5所述的计算机系统硬盘切换控制装置，其特征在于，所述在所述硬盘判断所述数据块的首页是否存在所述数据信息之后，所述方法还包括：

若是，则所述硬盘确定所述数据块的首页已使用；

在所述硬盘确定所述数据块的首页已使用之后，所述方法还包括：

所述硬盘判断所述数据块的尾页是否存在所述数据信息；

若是，则所述硬盘确定所述块状态为已全部使用；

在所述硬盘判断所述数据块的尾页是否存在所述数据信息之后，所述方法还包括：

若否，则所述硬盘确定所述块状态为部分使用。

7.如权利要求1所述的计算机系统硬盘切换控制装置，其特征在于，所述硬盘温度检测模块还可以进行温度控制，获取当前时间与5s前的温度数据信号，将输出量的温度信号采用负反馈形式反馈到输入端并与误差信号比较，构成温度反馈信号，温度反馈信号传输至中央控制模块，中央控制模块中的服务器对反馈信号进行分析，当信号在设定的温度范围内，中央控制模块不下发指令，一旦超过设定的温度范围，控制器立刻下达断电或者减温指令。

8.一种实现权利要求1～7任意一项所述计算机系统硬盘切换控制装置的信息数据处理终端。

9.一种实现权利要求1～7任意一项所述计算机系统硬盘切换控制装置的移动设备。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任意一项所述计算机系统硬盘切换控制装置。

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