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1 Banco de Dados Tiago Martins Barbosa Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 1

2 Um pouco de história Inicialmente os dados eram guardados em fitas e o acesso era sequencial. Com o surgimento dos discos rígidos foi possível o acesso dinâmico e a recuperação de dados se tornou mais célere. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 2

3 Tipos de Banco de Dados Operacional (OLTP) É dinâmico e recebe modificações constantemente, exibindo a informação de maneira instantânea. Analítico (OLAP) Utilizados para acompanhar e analisar dados históricos, além de auxiliar na tomada de decisões (os famosos Datawarehouse). Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 3

4 Sistema Gerenciador de Banco de Dados Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 4

5 Conceitos Banco de Dados (BD) É uma coleção de dados inter-relacionados representando informações. Um banco de dados é usualmente mantido e acessado por meio de um SGDB. Sistema Gerenciador de Banco de Dados SGBD não é nada mais do que um conjunto de programas que permitem armazenar, modificar e extrair informação de um banco de dados. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 5

6 Restrições de integridade (SGBD) As restrições de integridade resguardam o BD contra danos acidentais, assegurando que mudanças não resultem na perda da consistência dos dados. Integridade de Domínio: Integridade de Vazio: Integridade de Chave: Integridade Referencial: Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 6

7 Transação É definida como uma ação atômica e deve seguir os 4 aspectos de integridade: ÁCIDu Atomicidade Consistência Isolamento Durabilidade Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 7

8 Níveis de abstração Mundo real Idéias, organismos, fatos Modelo conceitual Diagrama de entidade-relacionamento (DER) DER representa graficamente o MER Modelo lógico Visão do usuário do SGBD Modelo físico Modelo relacional Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 8

9 Entidade Relacionamento Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 9

10 Símbolos do DER (conceitual) Entidade Relacionamento Atributo Atributo identificador Entidade associativa Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 10

11 Modelo conceitual (DER) nrpaginas Livro escreve titulo ISBN Modelo lógico Livro (ISBN, titulo, nrpaginas) Autor_Livro (ISBN, cpf) Autor (cpf, nome, dtnascimento) cpf dtnascimento Autor nome Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 11

12 Modelo físico (modelo relacional) Livro ISBN int titulo varchar (50) nrpaginas int ISBN Autor_Livro cpf ISBN int (pk) int (pk) cpf Autor cpf int nome varchar (50) dtnascimento datetime Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 12

13 Grau de relacionamento Grau de relacionamento é o numero de tabelas que participam de um relacionamento. Relacionamento entre 2 tabelas relacionamento binário. Relacionamento entre 3 tabelas relacionamento ternário. Ex.: Um funcionário é alocado em vários projetos, mas tem apenas uma função por projeto. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 13

14 Cardinalidade Os tipos de relações utilizadas são: Relação 1..1 (lê-se relação um para um) Relação 1..n (lê-se um para muitos) Relação n..n (lê-se muitos para muitos) Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 14

15 Notações de cardinalidade Temos também a cardinalidade máxima e mínima Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 15

16 Abordagem relacional Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 16

17 Termos mercado/acadêmicoacadêmico Tabela / Relação Coluna / Atributo Livro ISBN titulo nrpaginas O Auto da Compadecida Memórias Póstumas de Brás Cubas Constituição Federal de Linha / Tupla Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 17

18 Composição da tabela As tabelas são compostas de: Colunas; Linhas; Chaves: Primárias; RAUL SEIXAS Alternativas; Estrangeiras Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 18

19 Chave primária Autor_Livro ISBN cpf Livro ISBN titulo nrpaginas O Auto da Compadecida Memórias Póstumas de Brás Cubas Constituição Federal de Autor cpf nome dtnascimento Povo 22/04/ Ariano Suassuna 16/06/ Machado de Assis 21/06/1839 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 19

20 Chave alternativa Autor idautor cpf nome dtnascimento Povo 22/04/ Ariano Suassuna 16/06/ Machado de Assis 21/06/1839 Livro idlivro ISBN titulo nrpaginas O Auto da Compadecida Memórias Póstumas de Brás Cubas Constituição Federal de Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 20

21 Chave estrangeira Livro ISBN titulo nrpaginas O Auto da Compadecida Memórias Póstumas de Brás Cubas Constituição Federal de Os momentos nos quais devem ser feitas validações nas chaves estrangeiras: 1. Inclusão de Linha com Chave Estrangeira 2. Alteração da Chave Estrangeira 3. Exclusão da Linha que é Referenciada Autor_Livro ISBN idautor Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 21

22 Tipos de dependências Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 22

23 Tipos de dependência Dependência Funcional Uma coluna é identificada por outra coluna. Dependência Parcial Uma coluna depende apenas de uma parte de uma chave primária composta. Dependência Transitiva Uma coluna depende de uma coluna NÃO chave e que esta depende da chave-primária. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 23

24 Dependência Funcional Autor cpf nome dtnascimento Povo 22/04/ Ariano Suassuna 16/06/ Machado de Assis 21/06/1839 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 24

25 Dependência Parcial Dependência Parcial Livro Dependência Parcial ISBN cpf autorprincipal nome titulo Ariano S. O Auto da Machado Mem. Póst Povo CF Políticos CF 88 Dependência Funcional Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 25

26 Dependência Transitiva Autor Dependência Funcional Dependência Transitiva cpf nome ISBN titulo Ariano Suassuna O Auto da Machado de Assis Mem. Póst Povo CF 88 Dependência Transitiva Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 26

27 Normalização Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 27

28 Conceito A normalização de dados é uma técnica de decomposição utilizada no projeto de banco de dados com objetivo de prover um armazenamento consistente. Evitando redundância de dados e anomalias de atualização. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 28

29 1ª Forma Normal Os campos de uma tabela não devem ser multivalorados. Autor cpf nome telefone dtnascimento Povo /04/ Ariano Suassuna Machado de Assis /06/ /06/1839 NÃO está na 1ª forma normal Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 29

30 1ª Forma Normal Autor cpf nome dtnascimento Povo 22/04/ Ariano Suassuna 16/06/ Machado de Assis 21/06/1839 ESTÁ na 1ª forma normal Telefone idtelefone cpf nrtelefone Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 30

31 2ª Forma Normal Deve estar na 1ª FN e nenhuma coluna deve depender parcialmente da chave-primária (Não deve existir Dependência Parcial ). Dependência Parcial ESTÁ na 1ª FN, NÃO está na 2ª FN Dependência Parcial Livro ISBN idautor autorprincipal nome titulo Ariano S. O Auto da Machado Mem. Póst Povo CF Políticos CF 88 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 31

32 2ª Forma Normal ESTÁ na 2ª forma normal Autor_Livro ISBN idautor autorpri ncipal Livro ISBN titulo nrpaginas O Auto da Compadecida Memórias Póstumas de Brás Cubas Constituição Federal de Autor idautor cpf nome dtnascimento Povo 22/04/ Ariano Suassuna 16/06/ Machado de Assis 21/06/1839 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 32

33 3ª Forma Normal Deve estar na 2ª FN e nenhuma coluna deve depender de uma coluna que não é uma chave-primária(não deve existir Dependência Transitiva ). ESTÁ na 2ª FN, NÃO está na 3ª FN Autor Dependência Funcional Dependência Transitiva idautor nome ISBN titulo 12 Ariano Suassuna O Auto da 17 Machado de Assis Mem. Póst. 3 Povo CF 88 Dependência Transitiva Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 33

34 3ª Forma Normal ESTÁ na 3ª forma normal Livro ISBN titulo nrpaginas O Auto da Compadecida Memórias Póstumas de Brás Cubas Constituição Federal de Autor idautor cpf nome dtnascimento Povo 22/04/ Ariano Suassuna 16/06/ Machado de Assis 21/06/1839 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 34

35 SQL Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 35

36 Tipos de Instruções SQL 2.1 DML - Linguagem de Manipulação de Dados INSERT - é usada para inserir um registro a uma tabela existente. UPDATE - para mudar os valores de dados em uma ou mais linhas da tabela existente. DELETE - permite remover linhas existentes de uma tabela. SELECT retorna um conjunto de registros de uma ou mais tabelas 2.2 DDL - Linguagem de Definição de Dados CREATE - cria um objeto (uma Tabela, por exemplo) dentro da base de dados) ALTER altera um objeto do banco de dados. DROP - apaga um objeto do banco de dados. 2.3 DCL - Linguagem de Controle de Dados GRANT - autoriza ao usuário executar operações. REVOKE - remove a permissão de um usuário de executar operações. 2.4 DTL - Linguagem de Transação de Dados COMMIT - envia todos os dados para mudanças permanentemente. ROLLBACK - faz com que as mudanças nos dados existentes desde o último commit ou rollback sejam descartadas. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 36

37 DDL No SQL contemos 6 tipos de restrições(constraint): PRIMARY KEY FOREING KEY NOT NULL UNIQUE CHECK DEFAULT Estas podem ser criadas tanto no create table ou no alter table A sintaxe é constraint nome_restricao tipo_restrição objeto_restringido Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 37

38 DDL create table create table UNIDADE ( COD_UNIDADE NUMBER(10) not null, DES_UNIDADE VARCHAR2(100) not null, NIVEL_HIERARQ NUMER(2) not null, TP_ATIVO CHAR(1) default 'S' not null constraint CKC_TP_ATIVO_UNIDADE check (TP_ATIVO in ('S','N')), constraint PK_UNIDADE primary key (COD_UNIDADE) ) create table CARGO ( COD_CARGO NUMBER(10) not null, DES_CARGO VARCHAR2(150) unique not null, COD_UNIDADE NUMBER(10) not null, VL_FAIXA_SALARIAL NUMBER(10,2), constraint PK_CARGO primary key (COD_CARGO), constraint FK_ CARGO _UNIDADE foreign key (COD_UNIDADE) references UNIDADE (COD_UNIDADE) ) create index INDEX_SALARIO on CARGO (VL_FAIXA_SALARIAL) Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 38

39 DDL alter table alter table CARGO add constraint FK_ CARGO _UNIDADE foreign key (COD_UNIDADE) references UNIDADE (COD_UNIDADE) alter table CARGO add constraint CKC_TP_ATIVO_UNIDADE check (TP_ATIVO in ('S','N')) alter table CARGO add constraint UNQ_DES_CARGO unique (DES_CARGO) alter table CARGO drop constraint FK_ CARGO _UNIDADE alter table CARGO add columnvl_faixa_salarial NUMBER(10,2) alter table CARGO drop columnvl_faixa_salarial alter table CARGO alter column TP_ATIVO set default 1 alter table CARGO alter column DES_UNIDADE VARCHAR2(200) NULL alter table CARGO modify DES_UNIDADE VARCHAR2(200) NULL Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 39

40 DML INSERT INTO table_name (column1, column2, column3,...) VALUES (value1, value2, value3,...) UPDATE table_name SET column1=value, column2=value2, WHERE some_column=some_value As linhas NÃO são inseridas de maneira ordenadas. DELETE FROM table_name WHERE some_column=some_value SELECT column_name(s) FROM table_name WHERE some_column=some_value A cláusula SELECT é denominada de PROJEÇÃO e a cláusula WHERE denominada de SELEÇÃO Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 40

41 DML Select Select COD_UNIDADE, DES_UNIDADE, NIVEL_HIERARQ, TP_ATIVO From UNIDADE where TP_ATIVO in ( S, N ) Select COD_UNIDADE, DES_UNIDADE, NIVEL_HIERARQ, TP_ATIVO From UNIDADE where NIVEL_HIERARQ > SOME (2, 5, 1) Select COD_UNIDADE, DES_UNIDADE, NIVEL_HIERARQ, TP_ATIVO From UNIDADE where DES_UNIDADE like %Gabinete% Select COD_CARGO, DES_CARGO, COD_UNIDADE, VL_FAIXA_SALARIAL From UNIDADE wherevl_faixa_salarial between 8000 and Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 41

42 DML Select e Joins Marcas marca VW GM Ford nome Volkswagem General Motors Ford Carros modelo ano cor marca Fox 2010amarelo VW Ecosport 2007vermelho Ford Uno 2003branco Fiat Stilo 2009preto Fiat KA 2005prata Ford Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 42

43 DML Select e Joins select m.nome, c.modelo from marcas as m cross join carros as c nome Volkswagem Volkswagem Volkswagem Volkswagem Volkswagem General Motors General Motors General Motors General Motors General Motors modelo Fox Ecosport Uno Stilo KA Fox Ecosport Uno Stilo KA nome Ford Ford Ford Ford Ford modelo Fox Ecosport Uno Stilo KA Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 43

44 DML Select e Joins select m.nome, c.modelo from marcas as m inner join carros as c nome Volkswagem Ford Ford modelo Fox Ecosport KA Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 44

45 DML Select e Joins select m.nome, c.modelo from marcas as m left join carros as c nome Volkswagem Ford Ford General Motors modelo Fox Ecosport KA NULL Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 45

46 DML Select e Joins select m.nome, c.modelo from marcas as m right join carros as c nome Volkswagem Ford NULL NULL Ford modelo Fox Ecosport Uno Stilo KA Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 46

47 DML Select e Joins select m.nome, c.modelo from marcas as m full outter join carros as c nome modelo Volkswagem Fox Ford Ecosport NULL Uno NULL Stilo Ford KA General Motors NULL Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 47

48 DML Group by SELECT column_name, aggregate_function(column_name) FROM table_name WHERE column_name operator value GROUP BY column_name select m.nome, count(c.modelo) from marcas as m inner join carros as c GROUP BY m.nome Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 48

49 DTL COMMIT e ROLLBACK BEGIN TRANSACTION iniciando uma transação.. INSERT INTO Autor (cpf, nome) VALUES ( , Fernanda Barroso ) 0 se for é igual a 0 ELSE BEGIN ROLLBACK TRANSACTION END BEGIN END COMMIT TRANSACTION Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 49

50 DCL GRANT e REVOKE GRANT privilege_name ON object_name TO {user_name PUBLIC role_name} GRANT select ON AutorTO tiago GRANT delete ON LivroTO tiago REVOKE privilege_name ON object_name FROM {user_name PUBLIC role_name} REVOKE update ON Autor FROM tiago REVOKE insert ON AutorLivro FROM tiago Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 50

51 View CREATE OR REPLACE VIEW view_name AS SELECT column_name(s) FROM table_name WHERE condition Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 51

52 Trigger CREATE [OR REPLACE ] TRIGGER trigger_name {BEFORE AFTER INSTEAD OF } {INSERT [OR] UPDATE [OR] DELETE} {OF column_name} ON table_name [FOR EACH ROW] BEGIN --- sql statements END; Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 52

53 BI e OLAP Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 53

54 Business Intelligence Refere-se ao processo de coleta, organização, análise, compartilhamento e monitoramento de informações que oferecem suporte a gestão de negócios; Esta análise pode ser feita de diversas maneiras, desde de relatórios até cubos multidimensionais Os dados utilizados geralmente estão armazenados em grandes BD; Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 54

55 OLTP x OLAP Diferenças entre os ambientes Características Operacional Estratégico Objetivo Operação diárias do negócio Análise do negócio Visão dos dados Relacional Dimensional Operação com dados Incl., Alt, Excl e Cons. Carga e Consulta Atualização Contínua (tempo real) Temporal (lote) N o de usuários Milhares Dezenas Granularidade dados Detalhados Detalhados e Resumos Redundância dados Ocorrência minimizada Ocorrência maximizada Volume dos dados Megabytes-Gigabytes Gigabytes-Terabytes Histórico dos dados Até a última atualização 5 a 10 anos Acesso a registro Dezenas Milhares Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 55

56 Modelagem de Dados Modelo ER Usado para identificar relacionamentos entre tipos de entidades; Visa remover a redundância de dados; Processamento de Transações On-Line (OLTP); Modelo Dimensional Apresenta dados em uma estrutura intuitiva permitindo alta performance de acesso; Organiza dados em tabelas de fatos e dimensões; Processamento Analítico On-Line (OLAP); Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 56

57 Datawarehouse Orientada ao assunto: permite tomar decisões sobre o assunto (tema dos dados); Perfeitamente integrada: consolida dados de diferentes fontes heterogêneas (ETL); Não volátil: informações já presentes no banco são raramente modificadas; Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 57

58 Datawarehousing Definição Processo de construção do DW = base de dados multidimensional Benefícios Vantagem competitiva e aumento de produtividade na tomada de decisões Data Warehousing BD Op. BD Op. BD Op. BD Op. ETL Extract Transform Load ODS Operational Data Store DW Estrela ou F. Neve Metadados produzidos em todas as etapas OLAP Data Mining Relatórios Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 58

59 ETL e Granularidade Ferramentas de ETL Responsáveis pela conversão dos dados do ambiente operacional para o de suporte à decisão Realizam Extração, Transformação e Carga dos dados Granularidade Alta == Pouco detalhe Economia de espaço em disco; Redução na capacidade de atender consultas. Granularidade Baixa == Muito detalhe Grande quantidade de espaço em disco; Aumento na capacidade de responder qualquer questão. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 59

60 Modelos Dimensionais Tabela de Fato A tabela de fato é única; Armazena o assunto que é objeto de decisão negocial; Tabela de Dimensão Campos usados para restringir e agrupar dados em consultas; Categoriza dados para suporte a decisão; Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 60

61 Modelos Dimensionais Esquema Estrela (Star Schema) Dim_Funcionario Chave_Funcionario Codigo_Funcionario. Tabela Dimensão Dim_Tempo Chave_Tempo Data. Tabela Fato Fato_Vendas Chave_Tempo Chave_Empregado Chave_Produto Chave_Cliente Chave_Entregador Dim_Produto Chave_Produto Codigo_Produto. Dim_Entregador Chave_Entregador Codigo_Entregador. Quantidade. Dim_Cliente Chave_Cliente Codigo_Cliente. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 61

62 Modelos Dimensionais Esquema Flocos de Neve (Snowflake Schema) Fato_Vendas Chave_Tempo Chave_Funcionario Chave_Produto Chave_Cliente Chave_Entregador Quantidade Dimensões são normalizadas Ganho de espaço Custo de junções. Tabela-Dimensão Principal Dim_Produto Chave_Produto Nome Tamanho CodigoMarca MarcaProduto CodigoMarca CodigoCategoria Tabelas-Dimensão Secundárias Categoria CodigoCategoria Nome Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 62

63 Exemplo de Consultas Qual o total de vendas do produto AAAA? 1999 AAAA BBBB CCCC DDDD F01 F02 F03 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 63

64 Exemplo de Consultas AAAA BBBB CCCC Qual o total de vendas do ano 1999? DDDD F01 F02 F03 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 64

65 Exemplo de Consultas Qual o total de vendas do produto BBBB no ano de 1999 e na loja F2? AAAA BBBB CCCC DDDD F01 F02 F03 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 65

66 Principais Operações OLAP Drill Down e Roll Up (ou Drill Up) Drill Down Loja Vendas F F F Drill Up Loja Tipo Vendas F01 Luxo 50 Popular 40 Padrão 90 Franquia 20 F02 Luxo 60 Popular 70 Padão 120 Franquia 10 F03 Luxo 100 Popular 80 Padrão 140 Franquia Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 66

67 Principais Operações OLAP Rotação Técnica que gira o cubo, permitindo ter diferentes visões dos dados x 2 x x 2 x 4 4 x 3 x 2 2 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 67

68 Principais Operações OLAP Slice and Dice Técnica que fatia o cubo, permitindo restringir a análise aos dados Semelhante a cláusula WHERE de SQL x 2 x x 2 x x 2 x 3 Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 68

69 Arquitetura OLAP Categorias de Ferramentas OLAP Relacional OLAP (ROLAP) Multidimensional OLAP (MOLAP) Híbrido OLAP (HOLAP) Datamining É executar um exploração nos dados na busca de padrões. buscando padrões temporais, associações e etc. Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 69

70 Referências Navathe, Sistemas de Banco de Dados, ano 2005, 4ª edição Material do Marcio Victorino ( Material de Mário Dantas, Universidade Federal de SC; Material de Valéria Times, Universidade Federal de PE; Tiago Barbosa - COBIT;ITIL; SCWCD;SCJP 70

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