JP2003525670A - シェアされたソフトウェア構造を伴う複雑システムのファミリ - Google Patents

シェアされたソフトウェア構造を伴う複雑システムのファミリ

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JP2003525670A JP2001564573A JP2001564573A JP2003525670A JP 2003525670 A JP2003525670 A JP 2003525670A JP 2001564573 A JP2001564573 A JP 2001564573A JP 2001564573 A JP2001564573 A JP 2001564573A JP 2003525670 A JP2003525670 A JP 2003525670A
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Abstract

(57)【要約】 複雑システムのファミリは、シェアされたファミリ構造を持つ。要素フレームワークは、参加しているプラグイン要素をサポートする。個別のプラグイン要素が１つ又はそれ以上のサービスを提供する。要素フレームワークは、幾つかのプラグイン要素のサービスのための１つ又はそれ以上の共通のインタフェースを提供する役割を規定する。特筆すべきことに、要素フレームワークは、参加しているプラグイン要素における利用可能なサービスを評価するための目録機能を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シェアされた構造（アーキテクチャ）を伴う複雑システムのファミ
リに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複雑システムのこのようなファミリは、論文‘Creating architectures with
building blocks’ by F.J. van deer Linden and J.K. Miller in IEEE Softwa
re 12(1995)51-60から知られている。
【０００３】 複雑システムのこの既知のファミリは、実際は電話通信スイッチングシステム
のファミリである。ファミリメンバーは、共通のソフトウェア構造を持つ。共通
のソフトウェア構造は、ソフトウェア開発及びテストがファミリメンバー内でシ
ェアされることを可能にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、現在の及び／又は将来のファミリメンバー内の相対的に非常
に大きな程度の多様性が共通のソフトウェア構造によってサポートされる、複雑
システムのファミリを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、本発明によると、要素フレームワークが参加しているプラグイン
要素をサポートし、個別のプラグイン要素が１つ又はそれ以上のサービスを提供
し、前記要素フレームワークが幾つかのプラグイン要素のサービスのための１つ
又はそれ以上の共通のインタフェースを提供する役割を規定する、複雑システム
のファミリにより達成される。
【０００６】 これらの役割は、プラグインのサービスとプラグインにより提供されるサービ
スを使用するクライアントとの間の共通のインタフェースを提供する。本発明は
特に、ソフトウェア構造プラットフォームが複雑システムを駆動し制御するため
に通常実行されるようなある程度の複雑さを持つシステムに対して有利である。
本発明による複雑システムのファミリの有利性は、システムがより複雑であれば
あるほど特筆されるが、本発明は相対的に簡単なシステムのソフトウェア構造に
おいても有利に実行できる。
【０００７】 通常、クライアントは、複雑システムのユーザにより供給される命令を間接的
にサービスする、複雑システムの機能によって形成される。クライアントは、直
接的な実際のユーザであってもよい。クライアントは、要素フレームワークをア
クセスすることにより、プラグインからのサービスを使用する。本発明による要
素フレームワークは役割、すなわち幾つかのプラグインのサービスのための共通
のインタフェースの役割を設定する際にそれ自体活性化する。このことは、クラ
イアントが要素フレームワークの構成内に関わらないということを達成する。特
に、これは、プラグインにより提供される機能がサービスとしてモデル化され、
プラグインの共通の機能的概念がこれら自身の役割において結合されるので達成
される。本発明によると、要素フレームワークは、特別なコンフィギュレーショ
ンを示すことなしに中心のアクセスをクライアントに提供する。このように、例
えばファミリの次世代の多様性が広くサポートされる。この観点において、複雑
システムのファミリは要素フレームワークをシェアしてもよいことに留意された
い。ファミリの種々の異なるメンバーは、種々のプラグインをシェアされた要素
フレームワークに結合することにより形成される。これらのサービスはすでに存
在する役割を介してクライアントへインタフェースされて良いので、次のプラグ
インが、困難なことなく挿入される。このことは、存在するファミリに関してサ
ービスを伴う１つ又はそれ以上の新しいプラグインを持つ新しいファミリメンバ
ーを作成することがより簡単にできる。本発明によると、新しいプラグインのサ
ービスは、より早い時期のプラグインのサービスでシェアされる役割を介してク
ライアントにインタフェースされる。他には、要素フレームワークは、新しいプ
ラグインのサービスのための新しい役割の簡易な設定を要素フレームワークの実
質的な再設計なしにできる。好ましくは役割を設定するときに、新しいプラグイ
ンの予想される多様性が注意深く解析されるので、新しい役割の設定は限定され
たままである。
【０００８】 特別な例では、現在のファミリメンバーは、Ｘ線源、Ｘ線検出器、Ｘ線源を運
ぶスタンド、及びＸ線検出器のような要素と患者テーブルとが可動式である診断
撮像システムである。それぞれの要素は、これらの要素の個別の動きに関係する
それぞれのサービスを制御するソフトウェアプラグインを生じる。これらプラグ
インは全て、動きに関係する１つの役割を介して、要素フレームワークとインタ
フェースする。次世代において、例えば超音波画像モデルが医療診断システムに
組み込まれる。この次世代の診断撮像システムにおいて、追加の動き、すなわち
超音波トランスデューサの動きが含まれる。超音波トランスデューサの動きをサ
ポートし制御するためのソフトウェアプラグインは、すでに存在する役割と容易
にインタフェースする。そのとき要素フレームワークは、超音波トランスデュー
サの追加の動きを含むサービスをすぐに検出し、初期化できる。
【０００９】 複雑システム、すなわち医療診断システムの世代内において、それぞれのファ
ミリメンバーは共通機能のハイエンド及びローエンドバージョンを含む。例えば
、それぞれのＸ線診断装置は、多くの複雑な動きを許容するハイエンドの患者テ
ーブルを持っても良いし、又は２、３の簡単な動きだけを許容するローエンドの
患者テーブルを持っても良い。ハイエンド又はローエンドの何れかのバージョン
に関係するソフトウェアプラグインは、同じ役割とインタフェースする。よって
、本発明によると、要素フレームワークを持つソフトウェア構成は、共通機能の
ハイエンドからローエンドまでの全範囲をサポートする。
【００１０】 本発明のこれら及び他の態様が、従属項で規定された好ましい実施例を参照し
てさらに説明される。
【００１１】 本発明によると、１つ又は幾つかの要素フレームワークは、複雑システム内で
実行される。特に、分離した要素フレームワークは、使用のそれぞれの態様及び
問題となっている複雑システムの制御のために実行される。特別な例は、医療診
断システムにおける画像を得るための工程のような、アプリケーションドメイン
を処理するアプリケーション要素フレームワークである。Ｘ線検査装置の配置的
機能のような、ハードウェアの制御を処理する技術的要素フレームワークもあっ
てもよい。更に、複雑システムのプラットフォームを計算することに関係するイ
ンフラストラクチャ要素フレームワークもあってもよい。インフラストラクチャ
要素フレームワークは、較正及び設定のようなフィールドサービス関連の機能を
処理するために有用である。
【００１２】 好ましくは、請求項１に規定されるようなファミリのメンバーである、個別の
複雑システムは、要素フレームワーク内に目録機能を含む。目録機能は、この個
別の複雑システムに対するプラグインから実際に利用可能なサービスを査定する
。従って、前記目録機能は利用可能なインタフェースを提供し、これを通じてク
ライアントがどの機能が実現できるかを決定できる。このことは更に、要素フレ
ームワークが利用可能なサービスによってサポートされる機能のための中心のア
クセスポイントとして振る舞うことを達成する。利用可能なサービスの評価は、
複雑システムが立ち上がるとき実施されるが、評価の定期的な更新が複雑システ
ムの動作中又は新しいプラグインが複雑システムに加えられるとき実施されても
よい。
【００１３】 好ましくは、要素フレームワークは、複雑システムがスイッチオンされるとき
又は定期的な更新が実施されるとき利用可能なサービスが正しく初期化されるこ
とに働く。このようにして、複雑システムの正しい初期化は、多くの又は全ての
複雑システムの特徴に対して安定的になされる。定期的な更新については、要素
フレームワークは、プラグインに対するインフラストラクチャを提供する。新し
いプラグインが加えられるとき、要素フレームワークが利用可能なサービスの更
新を実施する必要があるのみである。
【００１４】 要素フレームワークに結合されるプラグインから利用可能なサービスを評価す
る簡易な態様は、これらの特性及び要件を伴ったサービスのリストを保持するこ
とである。このようなリストは、好ましくはデジタルの電子形式である。好まし
くは、要素フレームワークは、利用可能なサービスのこのリストを生成し、更新
し、記憶する。好適には、サービスの当該リストは、１つ又はそれ以上のプラグ
インのサービスへの分配されたセットの形式で供給され、これらのサービスの態
様に依存して識別子が割り当てられる。このように、同じ態様を持つサービスが
同じ識別子に割り当てられ、異なる態様を持つサービスが異なる識別子に割り当
てられる。分配されたセットは、サービスが利用可能であるプラグインを考慮す
る。分配されたセットが要素フレームワークに属するので、サービスのロケーシ
ョンはこのようなサービスを使用するクライアントには無関心である。
【００１５】 本発明のこれら及び他の観点は、図を参照してこれ以降説明される実施例を例
として更に述べられるだろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による要素フレームワークは、ソフトウェア要素そのものであり、サー
ビス要素フレームワーク（ＳＣＦ）として示され、１つ又はそれ以上の要素（Ｐ
ｌｇａ、Ｐｌｇｂ、Ｐｌｇｃ）がプラグインできる１つ又はそれ以上の役割（Ｒ
ｌｓ）を規定する。これらプラグインはこれらのインタフェースを介して幾種類
かのサービス（Ｓｖｃａ１−Ｓｖｃｃ２）を提供し、これらサービスは、不十分
なハードウェア源、例えばノイズリダクション又は画像差分のようなサービスを
提供する画像処理ノードのソフトウェア表現から幾つかの論理機能、例えばスペ
ル検査器までの範囲がある。これは、プラグインが１つ又はそれ以上のサービス
の内容物であることを意味する。当該プラグインの次に、概してプラグイン及び
要素フレームワークにより提供される機能を使用するクライアントが通常存在す
る。要素フレームワークは、プラグインのインタフェースを接続し、それぞれの
役割を介して他のクライアントへのこれらインタフェースの機能を供給すること
で働く。
【００１７】 例えば、Ｘ線診断システムのファミリの配置サブドメインに対して、このよう
なサービス要素フレームワークが開発された。配置サブドメインは、起こりうる
動きの機能、例えばＸ線源、Ｘ線検出器、患者テーブル並びにＸ線源及びＸ線検
出器を運ぶスタンドの動きのようなＸ線システムの要素の回転移動を含む。ファ
ミリ構成においては、配置はユニットとして識別される。このユニットは概して
、とりわけテーブル高さ、テーブル角度のような患者の位置合わせを行う多くの
動きを提供する。種々の配置ハードウェアモジュールが存在し、各々は全ての可
能な動き（例えば全体で約１００個の動き）のサブセットを提供する。この提要
を処理するために、ハードウェアモデルは、一般的機能を提供する１つのフレー
ムワーク要素と各々が多くの動きをフレームワーク要素へ供給する多くのプラグ
インとによりソフトウェアへ鏡像される。この例では、動きはプラグインによっ
て提供されるサービスとしてこのようにモデル化される。この要素フレームワー
クの種々のクライアントは、内部の要素フレームワーク構成について気にする必
要なくこれら動きを使用することができる。この種のフレームワークは、生成フ
ァミリの他のサブドメイン、例えば取得工程を追加するための取得、解析的機能
を追加するためのレビュー、及びフィールドサービス機能（較正、コンフィギュ
レーション等）のためのフィールドサービスドメインに適用できる。
【００１８】 サービス要素フレームワークの本発明により提供される主な利益は、含まれて
いるサブドメインの機能がサービスとして標準化されモデル化される程度と必要
とされる多様性のためのサポートとに関係する。配置の例の場合、動きは主な概
念として識別され、これらはハードウェアモジュールと合うプラグインにより提
供されるサービスとして扱われる。
【００１９】 サービス要素フレームワークに関する２つの重要な問題は、フレームワーク要
素が持つ責任とプラグインが提供しなければならない抽象的概念及びインタフェ
ースとである。これら２つの問題は、これ以降議論される。
【００２０】 サービス要素フレームワークを規定するとき、多くの責任がフレームワーク要
素を好適に考慮される。
【００２１】 ＊ 多様性に対するサポートの提供 フレームワーク要素の重要な責任が、多様性をサポートする。これは、フレー
ムワーク要素が簡易なプラグ能力をサポートすることを意味する。このため、多
様性の（予測される）フォームが注意深く解析され正しい概念が配置の例におい
て動きの概念において選択されることは重要である。これは、後に述べられるよ
うに、インタフェース問題に密接に関係する。
【００２２】 ＊ 中心アクセスポイントの提供 多様性を可能にし、この多様性が全体のシステムを通じて好ましくは拡がらな
いので、フレームワーク要素はプラグインの特別なコンフィギュレーションをこ
の機能のイグニッションクライアントに示すことなく、プラグインにより供給さ
れる機能のための中心のアクセスポイントとして役立つ。ここで重要な動作は、
実際にプラグインに位置する全ての利用可能なサービスのリストを保持すること
である。配置の例においては、動きは例えばテーブル高さ、テーブル傾斜等の動
きの種類を記述する特性ストリングを介して識別される。
【００２３】 ＊ 基本的インフラストラクチャの提供 個別のプラグインは、好ましくは時間で変化するシステムの一部と直接的に対
話しない。その代わり、フレームワーク要素は、幾種類かのインフラストラクチ
ャをプラグインに供給する。この態様では、環境が変化するとき、フレームワー
ク要素だけが更新される必要がある。このようなインフラストラクチャは、例え
ば全てのプラグイン及びこれらのサービスを正しく初期化する責任がある。
【００２４】 ＊ 機能の提供 上述の基本的責任（接続管理及びインフラストラクチャ）の次に、フレームワ
ーク要素は、追加の機能を含んでも良い。それがそれ自身の要素だからである。
これは例えば、制御されたやり方で不十分な動きを処理するために、源の管理及
びスケジューリングを追加する責任がある配置ユニットの場合である。他の可能
性は、フレームワーク要素がすでに幾つかのサービスを含み、それ自身を操作で
きるので、プラグインをそのフレームワークに追加することが必須ではない。
【００２５】 プラグインの主な責任は、機能（サービス）をフレームワーク要素に供給する
ことである。このことは、システムの初期化の時又はサービスが実際に必要とさ
れるときの実行中に起こっても良い。プラグインが付かなければならない構造上
の概念、インタフェース、及びインフラストラクチャは、要素フレームワークに
より規定される。
【００２６】 要素フレームワークが多様性を処理するために導入されるので、これらは好適
には、これら自身の特別な機能を提供する種々のプラグインを処理できる。この
機能は、一般的な態様で要素フレームワークにより処理され、興味を持ったクラ
イアントに提供される。このことは、正しい抽象的概念がプラグインと要素フレ
ームワークとの間及び要素フレームワークとクライアントとの間のインタフェー
スの両方に対して選ばれなければならない。
【００２７】 インタフェースとして動作する役割は、一方では明瞭であり使用に直接的であ
るし、他方ではこれらは安定している。
【００２８】 配置の例における動きに対して、幾つかのインタフェースが選ばれ、各々が動
きの１つのグループを表し、インタフェースを使用に対してより特定し容易にす
る。この場合、語彙は安定するが（動きがドメイン内で既知の概念である）、文
章が将来若干変化するかもしれない。
【００２９】 システム内のユニット又は要素を規定するとき、配達はこのユニット又は要素
を使用するクライアントをサポートするために提供される。この配達は、要求説
明書と呼ばれる。要求説明書は、クライアントへ提供されるインタフェースを特
定する。とりわけ、以下の部分を含んでいる。
【００３０】 ＊ クラスダイアグラム これらダイアグラムは、ユニット／要素がクライアントへ提供するインタフェ
ースクラスを含む。クラスダイアグラム内のクラスは、団体、集団、及び総合を
介して互いに関連する。各ダイアグラムは、概してクラスのグループを述べる注
釈を持つ。
【００３１】 ＊ シーケンスダイアグラム シーケンスダイアグラムは相互作用（対話）を表し、所望の操作又は結果を働
かすための共同作業においてオブジェクト内で交換されるメッセージのセットで
ある。このコンテキストでは、シーケンスはユニット／要素とそのユーザとの間
の対話を処理する。シーケンスダイアグラムは、起こりうるシーケンスの事象を
含み、よってこの意味では完全ではない。
【００３２】 ＊ クラス説明 各クラスに対して、説明がなされる。この説明は、前記クラスダイアグラムで
公開されたモデルに基づく。各クラスに対して、属性、操作及び状態ダイアグラ
ムが特定される。
【００３３】 ＊ ソフトウェア態様 初期化、エラー処理、グレースフルデグラデーション等のような多くのソフト
ウェア要素に関連する構成により識別されるような種々のソフトウェア態様に特
別な注意が払われる。これら態様は、質の属性に関係する。各関連態様に対して
、別々のセクションが識別される。
【００３４】 ユニット／要素のインタフェースは、クラス及び団体を持つＵＭＬモデルに基
づき述べられる。要素フレームワークを処理するとき、幾つかの追加の問題が、
好ましくは考慮される。例えば、配置ユニットは多くのプラグインを持つサービ
ス要素フレームワークからなる。この場合、特定のファミリメンバー内の全体と
して配置ユニットによって提供される機能が、１つのドキュメントにより付与で
きない。その代わり、２つのドキュメントタイプが用いられる。
【００３５】 ＊ 一般的要求説明書 この要求説明書は、クライアントに提供される一般的インタフェースを記述す
る。全てのサービス概念、この場合種々のタイプの動き、それらの属性等がこの
ドキュメントに記述される。しかしながら、特別なサービス（例）は記述されて
いない。
【００３６】 ＊ 特別な要求説明書 個別のプラグインはこれら自身の特別な要求説明書を提供する。この要求説明
書は、どのサービスが提供され、どの特別な特性をプラグインが持っているかを
記述する。各動きに対して、とりわけ、最大位置及び最大速度が特定される必要
がある。一般的要求説明書は、サービスインタフェースの一般的意味に焦点が合
わされているが、特別な要求説明書はサービスの特定の問題を扱う。
【００３７】 実際のソフトウェア要素プラグインのプラグ可能性の次に、上述のように、ド
キュメントレベルでこのプラグ可能性を持つことも重要である。このことは、各
プラグインが当該プラグインの特別なサービスを記述する関連のドキュメントを
持っているので、特別なファミリメンバーに対する完全な要求説明書を決定する
ことがより容易になる。これは、要素がパッケージのユニットである、すなわち
要素が実行可能なコードだけでなくインタフェース説明書、テスト説明書等も含
むというアイデアに同意する。
【００３８】 要素フレームワークは、各プラグインに付いている境界条件を規定する。通常
幾つかのプラグインがフレームワークに対して開発されるので、プラグイン開発
のためのサポートを提供することは価値がある。これは、ドキュメンテーション
のテンプレートが特別な要求説明書のために提供されることで達成される。この
ようにして、著者は何が特定される必要があるかを知り、全ての関連の問題が強
調される。
【００３９】 要素フレームワークのインタフェース及びデザインは、プラグインのデザイン
を指令する。これが、サポートもプラグインの設計ドキュメンテーションのため
に付与できる理由である。
【００４０】 プラグインがサポートする必要があるインタフェースのインタフェースファイ
ルが提供されなければならない。その上、各プラグインに対して関係する幾つか
のクラスが提供できる。プラグインの実行器に全ての関連する情報を含む、完全
な例のプラグインを提供することも可能である。
【００４１】 更に、テスト説明書が好ましくは提供され、それに対して各プラグインがテス
トできる。これらのテストが自動的に実施できる幾つかのテストハーネスを提供
することさえ可能である。
【００４２】 前に説明したように、生成ファミリ構成は、ユニットのレベルで多様性を示さ
ない。このことは、ユニットがシステムの安定した骨組みを形成することを意味
する。多様性は、ユニット内で見つけることができる。これを扱うための手段の
１つは、ユニットモデルを一般的部分（１つ以上の要素フレームワークに関係す
る）と特別な部分（プラグイン）に分けることである。各ユニットは、設計活動
のための開始点として当該ユニットに割り当てられたオーバオールのドメインモ
デルの一部を持つ。この繰り返しのモデリング処理における多くのステップは、
識別できる（配置例を使用して）。 １．設計活動が、設計クラスを割り当てられたドメインモデルに加える。例えば
、全ての動きのリストを維持するマネージャクラスが導入され、優先順位に基づ
いたスケジュールクラスが不十分な動きの源を扱うために追加される。 ２．それから共通性及び多様性が解析される。これは、生成ファミリがサポート
しなければならない実現化技術及び特徴に関する多様性にかなり関係する。モデ
ルのどの部分が安定したままであるかを識別し、どの部分がファミリメンバー間
で変化し間に合うだろうかを識別する。選択される一般的部分が多いほど、結果
としてフレキシビリティが減る。 ３．前の解析を基にして、プラグインが要素フレームワークへ提供すべきサービ
スのためにどの概念が使用されるべきかを識別しなければならない。例えば、動
きはサービスとして選択される。一般的概念を導入することにより、バリエーシ
ョンがよりよく扱われる場合がある（これら概念はドメインモデルにおいて有益
でさえある）。例えば、配置の種々の特別な部分が、特別な位置情報を持つ。位
置情報を含む配置要素のような概念を導入することにより、この情報は一般的な
態様で扱うことができる。 ４．どの追加の設計概念がモデルを２つの部分、すなわちフレームワーク部分及
びプラグインに分離することによって必要とされるかを識別する。この分離は、
継承のような技術も許容される、例えばクラスフレームワークに対するよりも要
素フレームワークに対して更に重要である。例えば、一般的な部分は、システム
の初期化の間、プラグインを指導させるための責任がある。
【００４３】 要約すると、ステップ１は、「通常の」設計活動を含む。ステップ２では、多
様性が解析される。プラグインによって提供されなければならない関連のサービ
スは、ステップ３で識別される。最後に、ステップ４は、これらサービスが扱わ
れるインフラストラクチャを導入する。
【００４４】 サービス要素フレームワークを開発する際に、多くのファクタがインタフェー
スの変形、例えばドメインモデルの変更、正しい概念が選ばれない等へ導く役割
を果たす。そのため、通常、繰り返しが必要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実際にプラグイン及びクライアントを接続する「サービス要素フレ
ームワーク」の概略図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C093 AA30 CA37 CA50 EC12 ED05 ED06 ED07 FA11 FA15 FA32 FA36 FA43 FA44 5B076 DD05 DD06

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】要素フレームワークが参加しているプラグイン要素をサポート
    し、個別のプラグイン要素が１つ又はそれ以上のサービスを提供し、前記要素フ
    レームワークが幾つかのプラグイン要素のサービスのための１つ又はそれ以上の
    共通のインタフェースを提供する役割を規定する、シェアされたファミリ構造を
    持つ複雑システムのファミリ。
  2. 【請求項２】前記要素フレームワークが参加しているプラグイン要素におけ
    る利用可能なサービスを評価するための目録機能を含む、請求項１に記載のファ
    ミリのメンバーである複雑システム。
  3. 【請求項３】前記目録機能が前記サービスを初期化するために配された、請
    求項２に記載の複雑システム。
  4. 【請求項４】前記目録機能が当該システムの初期化において又は当該システ
    ムが活動中に利用可能なサービスを評価するように配された、請求項２に記載の
    複雑システム。
  5. 【請求項５】前記目録機能が前記利用可能なサービスのリストを保持するた
    めに配された、請求項２に記載の複雑システム。
  6. 【請求項６】前記ファミリメンバーが、医療診断システム、特にＸ線診断装
    置である、請求項１に記載の複雑システムのファミリ。
  7. 【請求項７】要素フレームワークが参加しているプラグイン要素をサポート
    し、個別のプラグイン要素が１つ又はそれ以上のサービスを提供し、前記要素フ
    レームワークが幾つかのプラグイン要素のサービスのための１つ又はそれ以上の
    共通のインタフェースを提供する役割を規定する、ソフトウェア構造を持つ複雑
    システム、特にＸ線検査装置。
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