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246 lines
11 KiB
TypeScript
246 lines
11 KiB
TypeScript
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import * as Bluelib from "@steffo/bluelib-react"
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import { BaseElement } from "@steffo/bluelib-react/dist/components/BaseElement"
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import { Section, Panel, r, ILatex, BLatex, PLatex, P, Anchor, I, B, Help, Example, LI } from "../../components/compat1"
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import 'katex/dist/katex.min.css';
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import { WarningIncomplete, WarningPorted, WarningUnchecked } from "../../components/warnings";
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export default function BasiDiDati() {
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return <>
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<Bluelib.Heading level={2}>
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Basi di Dati
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</Bluelib.Heading>
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<Bluelib.Chapter>
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<Bluelib.Box>
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|
<Bluelib.Heading level={3}>
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Introduzione
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</Bluelib.Heading>
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<p>
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Alle superiori, abbiamo trattato molto in dettaglio le <Bluelib.Idiomatic>Basi di Dati</Bluelib.Idiomatic>, quindi non ho preso appunti per tutta la prima parte del corso; pertanto, qui ci sono solo appunti sulla seconda parte, quella sul calcolo dei costi.
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</p>
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<p>
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In compenso, abbiamo pubblicato il <Bluelib.Anchor href="https://github.com/Steffo99/alexandria">progetto di gruppo</Bluelib.Anchor> che abbiamo realizzato per l'esame: potete usarlo per prendere ispirazione se siete bloccati con il vostro!
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</p>
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<WarningPorted />
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<WarningUnchecked />
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<WarningIncomplete />
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</Bluelib.Box>
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</Bluelib.Chapter>
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<Section title={"Visualizzazioni utili"}>
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<Panel title={"B+ Tree"}>
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<p>
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<a href={"https://www.cs.usfca.edu/~galles/visualization/BPlusTree.html"}>Link</a>
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</p>
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</Panel>
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||
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</Section>
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<Section title={"Calcolo dei costi delle query"}>
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|
<Panel>
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||
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|
<table>
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|
<thead>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<th>Simbolo</th>
|
||
|
|
<th>Descrizione</th>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
</thead>
|
||
|
|
<tbody>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`N_{tuple}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
<td>Numero di tuple di una tabella</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`N_{blocchi}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
<td>Numero di blocchi di una tabella</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`N_{foglie}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
<td>Numero di foglie di un indice</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`N_{indici}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
<td>Numero di indici presenti in una tabella</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`N_{unici}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
<td>Numero di valori unici presenti in una colonna</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F`}</BLatex></td>
|
||
|
|
<td>Fattore di selettività di una condizione</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`C`}</BLatex></td>
|
||
|
|
<td>Costo di accesso a una o più tuple</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`N_{selezionati}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
<td>Numero di tuple del risultato</td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
</tbody>
|
||
|
|
</table>
|
||
|
|
</Panel>
|
||
|
|
</Section>
|
||
|
|
<Section>
|
||
|
|
<Panel title={"Fattore booleano"}>
|
||
|
|
<p>
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||
|
|
Espressione formata da <b>una o più condizioni moltiplicate tra loro</b>.
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||
|
|
</p>
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||
|
|
</Panel>
|
||
|
|
<Panel title={"Argomenti di ricerca attraverso indice"}>
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||
|
|
<p>
|
||
|
|
Condizioni che soddisfano i seguenti requisiti:
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|
|
</p>
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||
|
|
<ul>
|
||
|
|
<li>
|
||
|
|
Usa uno dei seguenti <b>operatori</b>:
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|
<ul>
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||
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|
<li><ILatex>{r`<`}</ILatex></li>
|
||
|
|
<li><ILatex>{r`\leq`}</ILatex></li>
|
||
|
|
<li><ILatex>{r`=`}</ILatex></li>
|
||
|
|
<li><ILatex>{r`\geq`}</ILatex></li>
|
||
|
|
<li><ILatex>{r`>`}</ILatex></li>
|
||
|
|
<li><b><code>{r`BETWEEN`}</code></b></li>
|
||
|
|
<li><b><code>{r`OR`}</code></b> (solo in alcuni DBMS)</li>
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|
</ul>
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||
|
|
</li>
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||
|
|
<li>Uno dei due termini del confronto è <b>una colonna</b> della tabella</li>
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|
|
<li>L'altro termine del confronto è <b>una costante numerica</b></li>
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|
|
</ul>
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||
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|
</Panel>
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||
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|
<Panel title={"Indici"}>
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||
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|
<p>
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||
|
|
È possibile costruire indici sulle colonne di una tabella per velocizzare le query che
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|
|
riguardano quelle colonne.
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|
</p>
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<p>
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|
In particolare, ogni tabella può avere <b>un</b> <i>indice clustered</i> e <b>infiniti</b> <i>indici
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unclustered</i>.
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</p>
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<p>
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|
Generalmente, l'indice clustered è costruito sulla colonna della primary key, ma <a
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|
href={"https://stackoverflow.com/questions/15051869/relationship-of-primary-key-and-clustered-index"}>non
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|
è sempre quello il caso</a>.
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</p>
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|
<p>
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|
Gli indici vanno tenuti aggiornati, e ciò ha un <b>costo di manutenzione</b>:
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||
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|
</p>
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<ul>
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|
<li><code>DELETE</code>: <ILatex>{r`N_{indici} \cdot 2 \cdot N_{selezionati}`}</ILatex></li>
|
||
|
|
<li><code>UPDATE</code>: <ILatex>{r`N_{indici} \cdot 4 \cdot N_{selezionati}`}</ILatex></li>
|
||
|
|
</ul>
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||
|
|
<p>
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||
|
|
È possibile usare gli indici nelle query solo per gli <b>argomenti di ricerca attraverso
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||
|
|
indice</b>.
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</p>
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|
</Panel>
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||
|
|
</Section>
|
||
|
|
<Section>
|
||
|
|
<Panel title={"Fattore di selettività"}>
|
||
|
|
<p>
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||
|
|
La percentuale di tuple di una tabella che soddisfano una condizione.
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||
|
|
</p>
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|
<table>
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|
<thead>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<th>Condizione</th>
|
||
|
|
<th>Fattore di selettività</th>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
</thead>
|
||
|
|
<tbody>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><code>col = $costante</code></td>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F = \frac{1}{N_{unici}}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><code>col != $costante</code></td>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F = 1 - \frac{1}{N_{unici}}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><code>col1 != col2</code></td>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F = \frac{1}{max(N_{unici_A}, N_{unici_B})}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><code>IN</code></td>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F = \frac{n_{IN}}{N_{unici}}`}</BLatex></td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><code>col > $costante</code></td>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F = \frac{ max(col) - \$costante }{ max(col) - min(col) }`}</BLatex></td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><code>{r`col < $costante`}</code></td>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F = \frac{ \$costante - min(col) }{ max(col) - min(col) }`}</BLatex></td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><code>col BETWEEN $lower AND $upper</code></td>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F = \frac{ \$upper - \$lower }{ max(col) - min(col) }`}</BLatex></td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
<tr>
|
||
|
|
<td><code>cond1 OR cond2</code></td>
|
||
|
|
<td><BLatex>{r`F = F_{cond1} + F_{cond2} - ( F_{cond1} \cdot F_{cond2} )`}</BLatex></td>
|
||
|
|
</tr>
|
||
|
|
</tbody>
|
||
|
|
</table>
|
||
|
|
</Panel>
|
||
|
|
<Panel title={"Costo di accesso"}>
|
||
|
|
<p>
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|
|
Quante <i>unità di lavoro</i> costa accedere a una specifica relazione:
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||
|
|
</p>
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||
|
|
<PLatex>{r`
|
||
|
|
C = {\color{yellow} {C_{indice}}} + {\color{Orange} C_{relazione}}
|
||
|
|
`}</PLatex>
|
||
|
|
<p>
|
||
|
|
Per accedere attraverso un indice a una specifica tupla della relazione, si spenderà:
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||
|
|
</p>
|
||
|
|
<PLatex>{r`
|
||
|
|
C = {\color{yellow} 1} + {\color{Orange} 1}
|
||
|
|
`}</PLatex>
|
||
|
|
<p>
|
||
|
|
Se le tuple a cui si vuole accedere sono più di una, allora, il costo dipenderà da se l'indice è
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|
clustered o non-clustered.
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</p>
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<Example>
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|
Nel calcolo del costo di una query, si considerano tutti i cambi di pagina come <b>page
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|
fault</b>.
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</Example>
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<p>
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|
Per gli indici <b>clustered</b>, visto che basta caricare in memoria i blocchi in sequenza, il
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costo sarà:
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</p>
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||
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<PLatex>{r`
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||
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|
C = {\color{yellow} ( F \cdot N_{foglie} ) } + {\color{Orange} ( F \cdot N_{blocchi} ) }
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||
|
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`}</PLatex>
|
||
|
|
<p>
|
||
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|
Per gli indici <b>unclustered</b>, per i quali potremmo dover caricare e rimuovere lo stesso
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|
|
blocco dalla memoria più volte, il costo sarà:
|
||
|
|
</p>
|
||
|
|
<PLatex>{r`
|
||
|
|
C = {\color{yellow} ( F \cdot N_{foglie} ) } + {\color{Orange} ( F \cdot N_{tuple} ) }
|
||
|
|
`}</PLatex>
|
||
|
|
<p>
|
||
|
|
Se si stanno effettuando query su più indici unclustered, il costo sarà:
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||
|
|
</p>
|
||
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|
<PLatex>{r`
|
||
|
|
C = {\color{yellow}\sum_k ( F_k \cdot N_{foglie_k} )} + {\color{Orange} \left( \prod_k F_k \cdot N_{tuple} \right)}
|
||
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|
`}</PLatex>
|
||
|
|
</Panel>
|
||
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|
<Panel title={"Costo di join"}>
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<p>
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|
Quante <i>unità di lavoro</i> costa effettuare un join tra due relazioni.
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</p>
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<p>
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|
Varia in base al metodo di join utilizzato.
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</p>
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<p>
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|
Utilizzando il metodo del <b>nested loop</b>:
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</p>
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<PLatex>{r`
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C_{1 \times 2} = C_1 + ( N_{selezionati_1} \cdot C_2 )
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`}</PLatex>
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<p>
|
||
|
|
La scelta della colonna su cui iterare è quindi importante!
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</p>
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</Panel>
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|
</Section>
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||
|
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</>
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||
|
|
}
|