Application Development on Power System (IBM i)
Application Development on Power System (IBM i)
School of Software Engineering Tongji University
HUANGJie
Syllabus
No
Subject
Hours
Abstract
Instructor
Server, Power System and Power System IBM i
Huangjie
iOS fundamental
2
4
i OS & Basic Operation
Huangjie
3
File system & object management
4
Object management concept and integrated file system
Huangjie
4
Message management
2
Message & Its management
Huangjie
5
Work management
4
Concepts of job, subsystem and library, job routing
Huangjie
6
Administration ABC
2
Security, Storage & Restore Management
Huangjie
7
Application Development
6
ILE development enviroment , RPG programming
Huangjie
8
Database Development
4
Database on IBM i
Huangjie
9
IBM i & SOA
2
SOA approach on IBM i
Huangjie
10
Case Study
2
Csae Study
Huangjie
11
Examination
2
Examination
1
Overview of IBM i
2
2015/4/13
Huangjie
2
Unit 1 Power System Foundation
Chapter 1
Overview of IBM i
2015/4/13
3
Outline
•
•
•
•
•
Computing & Servers
Power System
What is Power IBM i?
Power IBM i features
Q&A
不同的工作荷载- 不同的需求
• Engineering/scientific Computing
–
–
–
–
–
Compute-intensive workload
Floating point processing
Using relatively small amounts of data
Many tight loops
I/O‘s more often sequential than random
2015/4/13
• Commercial Computing/Applications
– Many concurrent user
– Primary using integer arithmetic, string
comparison updates and inserts
– Applications perform many calls to OS
for services, such as I/O‘s
– Fewer loops and more non-loop
branches
– Data often spread over a large amount of
disk space
5
商业计算示例
• 业务需求“流水线”处理模式
–
–
–
–
–
–
用户在ATM机上“取款”
操作步骤：
1、输入“用户名”
2、输入“密码”
3、输入“取款金额”
4、……
• 计算机处理方式的“匹配”
–
–
–
–
–
–
2015/4/13
读卡号
********
取款 ￥****.**
吐款￥****.**
记录交易信息
登账、入账、……
•
软件处理方式的“匹配”
–
–
–
–
–
–
核对：用户概要文件
核对：持卡人身份信息
核对：持卡人账户余额
记录：机械吐款信息，￥****.**
簿记：持卡人账户信息
核账：……
6
服务器(Server)
• “哑终端”/“傻终端”
– 通过RS/232标准串行通信接口与大型计算机相连，提供字符方式的访问界面的
工具。
• 服务器(Server)
– 随着IT技术应用于商业环境之中，业务过程日益复杂，常用多台计算机构成一
个业务处理系统，计算机之间、计算机与最终使用者之间通过网络连通，依靠
网络传送处理请求至处理机，处理完毕后再通过网络返回处理结果至终端或个
人计算机以展示结果。由于这些计算机可以通过网络向使用者提供处理、服务，
因此被称为网络服务器或者简称为服务器。
• 工作站(Workstation)
– 个人计算机在初期性能较差，不能胜任复杂的图形处理工作(如CAD)，此类处
理工作须使用能力更强的小型计算机，专用于这种用途的计算机称为工作站。
2015/4/13
7
大型机、小型机和PC服务器
• 大型机(Mainframe)
– 特指IBM生产的一款服务器系列。该系列服务器从上世纪60年代始设计、生产、
使用至今，专门用于商业交易处理。
– Mainframe是商业服务器领域中的贵族，有着非常深厚的底蕴，其功能可以满
足各种商业交易环境的苛刻要求。例如：非常稳定、安全性极高，一台机器能
高效率地支持几千甚至上万用户的并发访问，可严格保证每个访问的响应时间。
• 小型机
– 泛指各家厂商生产的基于RISC指令集技术的CPU，运行UNIX或其他操作系统
(每个厂商有区别)的服务器。
– 此类服务器是计算机世界的“中产阶级”，担负着商业领域计算处理的重担，
由于其开放(兼容)特点，采购、维护成本低，为用户所欢迎。是服务器市场上
的主导产品。
• PC服务器(PC Server)
– 指由兼容x86指令集的CPU为核心，专门提供网络服务计算、可安装多块CPU、
拥有更多连接扩展卡接口的计算机。操作系统以Windows居多，大部分还可以
运行Linux、Solaris操作系统。
2015/4/13
8
指令集(Instruction Set)
• 指令集：
– 指令集是计算机CPU可以直接解读的“语言”。程序运行最关键因素之一就
是两种类型CPU的指令集相互兼容，即“讲”同一种语言。如果指令集不同，
尽管也可以仿真，但是这个“翻译”工作往往以牺牲性能为代价。
• RISC和CISC-当前CPU的两种架构：
– CISC：Complex Instruction Set Computer 复杂指令集计算机结构
• VLSI（超大规模集成电路）技术的迅速发展，为了软件编程方便和提高程序的运
行速度，硬件工程师采用的办法是不断增加可实现复杂功能的指令和多种灵活的
编址方式．甚至某些指令可支持高级语言语句归类后的复杂操作．至使硬件越来
越复杂，造价也相应提高。
• 一般CISC计算机所含的指令数目至少300条以上，有的甚至超过500条。
– RISC：Reduced Instruction Set Computer 精简指令集计算机结构
– IBM Thomas Watson Lab (1975),日趋庞杂的指令系统不但不易实现而且还可能
降低系统性能。各种指令的使用率相差悬殊：一个典型程序的运算过程所使用的80%
指令．只占一个处理器指令系统的20%。事实上最频繁使用的指令是取、存和加这些
最简单的指令。RISC指令系统只包含那些使用频率很高的少量指令，并提供一些必要
的指令以支持操作系统和高级语言。
– IBM John Cocke，1987年图灵奖获得者。
2015/4/13
9
RISC和CISC举例
• 采用CISC架构的目的：用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务。
例如：乘法运算，在CISC架构的CPU上，可以一条指令：
MUL ADDRA, ADDRB
– 将ADDRA、ADDRB中的数据读入寄存器，相乘，并将结果写回内存
– 上述操作全部依赖于CPU中设计的逻辑来实现
– 特点：增加CPU结构复杂性、对CPU工艺要求高，但对编译器的开发有利。比如上面的
例子，C程序中的a*=b就可以直接编译为一条乘法指令。
– 今天只有Intel及其兼容CPU还在使用CISC架构。
• 采用RISC架构的想法：用软件代替CPU来指挥各操作步骤。
上面的例子在RISC架构的实现，
MOV A, ADDRA
MOV B, ADDRB
MUL A, B
STR ADDRA, A
– 特点：这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同样的工艺水平下生产出功能更强大
的CPU，但对于编译器的设计有更高的要求。
– 当前各种服务器基本上均采用RISC技术。
2015/4/13
10
问题：CPU的性能由什么决定
• CPU的性能由以下4方面决定：
– 指令效率：一条指令能实现多少操作。例如一个乘法运算需要几条
指令完成；
– 并行指令数：一个CPU能够同时执行的指令数，有超流水线、超标
量两种技术；
– 指令消耗的时钟周期：一条指令需要几个时钟周期完成；
– CPU主频：一秒钟内CPU可以完成多少个时钟周期。
• 思考：CPU的性能是否就是计算机的性能？
2015/4/13
11
案例：曾经争奇斗妍的服务器竞争
• 在计算机并不算漫长的发展史上，曾经有诸多繁星：
– Apollo PRISM超级工作站
• 1991年，HP收购
– DEC MIPS工作站和VAX小型机
• 1998年，Compaq收购
• 2002年，HP收购
HP
– HP PA-RISC
– SUN SPARC
• 2010年4月，Sun被Oracle收购。
– IBM POWER
• 小问题：大家对IBM的产品(线)有了解吗？
2015/4/13
12
IBM 服务器系列极其特性
zSeries
iSeries
pSeries
 商业交易处理
 商业交易处理
 为性能而设计

高服务质量
 使用简单
 先进的技术
 价 格/性 能
 安全性
 总体拥有成本低
 UNIX
 Windows®
 扩展性
 集成架构
高超算能力
 Linux®
2015/4/13
xSeries
工业标 准
13
IBM 服务器的应用定位
2015/4/13
14
Outline
•
•
•
•
•
Computing & Servers
Power System
What is Power IBM i?
Power IBM i features
Q&A
RS/6000是什么?
RS/6000－－RISC System/6000
RISC－－（精简指令集）Reduced Instruction Set Cycles
就是RS/6000小型机（服务器），
RS/6000服务器于2000年10月被重命名为IBM eServer
pSeries服务器。
深蓝－－1997年，IBM的一款名为“深蓝”的RS/6000服务器因战胜了国
际象棋大师加雷∙卡斯帕罗夫而闻名遐迩，因此“深蓝”成了IBM
eServer P系列的代名词。低端RS/6000成为“小深蓝”。
2011 年，Watson 在美国智力竞赛节目 Jeopardy! 中获奖，Watson 将
是开启第三个计算机时代的机器。
RS6000 技术特点
RS/6000系列产品包括单处理器系统、对称多处理器（SMP）和并行多处理系
统(SP)，根据客户的不同需求选择不同的产品。
该系列的产品均采用RISC结构的芯片,同一种结构的I/O技术和各种各样的外部
设备，同一种操作系统（AIX），同一个应用程序可以在不同档次的机器上运
行,配合SP系统IBM开发了一系列系统管理和资源管理软（PSSP、HACMP）。
RS6000典型案例
 2000年悉尼奥运会的Web Server全部使用IBM的 RS/6000深蓝服务器，
创下了历史最高点击率。
 2002年8月份，AIX 5L成为第一个获得美国国防部关键运行平台认证的
UNIX操作系统，这使得IBM赢得了美国国防部地面中程导弹防御计划
的合同，选择了66台P690用于该计划的测试和模拟。
 ……
RS6000典型案例
 2000年悉尼奥运会的Web Server全部使用IBM的 RS/6000深蓝服务器，
创下了历史最高点击率。
 2002年8月份，AIX 5L成为第一个获得美国国防部关键运行平台认证
的UNIX操作系统，这使得IBM赢得了美国国防部地面中程导弹防御计
划的合同，选择了66台P690用于该计划的测试和模拟。
 ……
The myths about System i
•
•
•
•
•
Old technology
Proprietary/un-open
Expensive
Nothing but Green Screens
Not strategic to IBM
Slowly fading away
• All the IBM i people
are at least 50 years old
• ……
Old technology?
Microsoft XBOX 360
2015/4/13
Sony Play Station 3
20
New Solutions and New business capabilities
 First IP telephony solution to scale vertically with a full
suite on one system
 Based on open industry standards
 Run business and telephony applications simultaneously
 Powerful, open, easy-to-use Web deployment
environment
 Natural fit with i5/OS
 Easy integration with existing applications
2015/4/13
21
ISVs Support i5/OS V5R4
www.ibm.com/systems/i/solutions/v5r4ready/index.html
2015/4/13
22
Only green screen?
NO
2015/4/13
23
System i Access for Web & Linux 5250 emluator
System i and IBM i (OS v6r1)
515
525
520
550
570
595
Processor
and
Max CPW
1 or 2-way
1.9 POWER5+
3,800 or 7,100
1/2-way
1.9 POWER5+
7,100
1/2-way
1.9 POWER5+
7,100
1/4-way
1.9 POWER5+
14,000
2/16-way
2.2 POWER5+
58,500
8/64-way
2.3 POWER5+
216,,000
i5/OS Release
V5R4
V5R4
V5R3 & V5R4
V5R3 & V5R4
V5R3 & V5R4
V5R3 & V5R4
Wii
Power = i + p
i515
i525
i550
i570
PS3
XBOX
GameCube
i595
System i
BladeCenter
JS12/JS22
Power 520
Power 550
Power 570
Power 595
System p
BladeCenter
JS21/JS22
2015/4/13
p5-510/Q
p5-505/Q
p520
p550
p5-560Q
p570
p5-595
26
IBM Power 550 部门级服务器(塔式或机架式)
Power 550 Rack & Deskside (Tower)
Architecture
2, 4, 6 or 8 cores @ 3.5 & 4.2 GHz
L3 Cache: 32 MB per chip
DDR2 Memory
Up to 256 GB (Buffered )
Internal SAS Disks
Up to 6 DASD (3.5”)
Optional Up to 12 SFF DASD
Dynamic LPAR
PCIe:
3 Slots
 PCI-X 266:
2 Slots
 GX Bus:
2 Slots
Shared with PCIe 2 slots
Yes
Optional: RAID support
3 USB, 2 Serial, 2 HMC
Optional: SAS port
 Dual Port 10/100/1000 Ethernet
 Optional: Quad 1Gbt or Dual 10Gbt
1 Slim-line DVD
1 Half High Tape
Yes / Max: 8
GX Bus connection: RIO2 / InfiniBand
Up to 80 partitions
NEBS
Yes
Redundant Power
Optional
Redundant Cooling
Yes

Expansion
Integrated SAS / SATA
Integrated Ports
Integrated Virtual
Ethernet
Media Bays
Remote I/O Drawers
2015/4/13
27
Market of Power System i in China
谁拥有System i 家族产品?
2015/4/13
28
Market of Power System i in China
北京吉普
沃尔马超市
国通证券
中国银行
长春一汽
森达鞋业
泰州电厂
天津Homeway
可口可乐
深圳证交所
湖州电厂
2015/4/13
中信集团
P&G
大鹏证券
浙江建行
招商 银 行
联合利华
Canon
中 国 远 洋集团
浙江省交通厅
中国再保险公司
红豆制衣
雀巢公司
上海证券
百事可乐
上海第一百货公司
昆明百货大楼
百盛集团
Johnson & Johnson
国 家 图书馆
上汽销售总公司
王府井百货大楼
普尔斯马特超市
中美史克
上海证交所
国务院机关事物管理局
温州电厂
西安杨森制药
上海索尼
中国国际航空公司
西南航空公司
国家技术监督局
浙江中行
29
Market of Power System i in China
金融行业客户
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
中信银行
招商银行
广东发展银行
中国证券登记结算公司
中央国债登记结算公司
北京银行
北京市农村信用社
天津市农村信用社
重庆市农村信用社
江西省农村信用社
吉林省农村信用社
浙江省农村信用社
深圳市农村信用社
东莞农村信用社
顺德农村信用社
泰康人寿保险
美国友邦保险
恒安标准人寿
……
工商企业








公用事业




国家电网集团
广东电力集团
福建省电力公司
浙江省电力公司
电信行业




2015/4/13
天津家世界集团
人民教育出版社
邯郸钢铁公司
石家庄钢铁公司
安利中国有限公司
大连港湾集装箱码头
天津港集装箱码头
天津五洲集装箱码头
中国电信集团公司
甘肃省电信公司
河南省移动公司
……
政府





中华全国总工会
国家药监局
大连市劳动保障局
上海市财税局
天津市住房公积金中心
大型工业企业





中国海洋石油公司
中石化燕山石化公司
第一汽车集团
北京现代汽车公司
哈飞汽车股份公司
流通行业






中国国际航空公司
中国远洋运输集团
百盛集团
中粮集团
可口可乐公司
……
30
Outline
•
•
•
•
•
Computing & Servers
Power System
What is Power IBM i ?
Power IBM i features
Q&A
1980s - Lots of companies fighting in system market
• 1980: IBM, HP, Wang, GDC，
NCR，DEC……
• IBM:
–
–
–
–
–
System 36
System/38
IBM 8100
IBM4300
IBM/Series 1
• IBM Fort Knox（19821984)
– 4000 employees
– 4 years
– Failed…
What is System i ? IBM Rochester – From 1956
IBM Rochester (Minnesota) -From 1956
2015/4/13
34
Design Requirements for Computer
• Goal: Business Application
– Ease-of-use user interfaces
– Ability to expand the system without an impact on business application
software
– Optimized for running business applications
• IO intensive workload rather than computing intensive workload
– Optimized for multi-user applications
– High throughput (fast I/O operations)
2015/4/13
35
Impact of Computer Design
If an instruction set architecture is to be successful, it
must be designed to survive rapid changes in computer
technology.*
An architect must plan for technology changes that can
increase the lifetime of a successful computer.*
* Source: John Hennessy, David Patterson, Computer Architecture. A Quantitative Approach.
2015/4/13
36
What is System i- --Forerunners
Quelle: "AS/400 Blackbox geöffnet", Frank Soltis, Duke Press 1997
2015/4/13
37
What is System i ---The evolution
Scaleable High Performance
Computing
Compact
Cardless
Computing
Advanced
Architecture
1969
S/3
1975
1977
1980
1982
1988
Note
secretS/38
to thisS/36
success……
S/32 theS/34
AS/400
Gradual, not
Radical Change……
Inexpensive
96 Col Card
Interactive
Computing
2004
2000
iSeries
Server
Consolidation
New
Workloads
i5
Virtualization
Distributed
Computing
2015/4/13
38
What is System i---Now…
515
Blade + Disk +
i5/OS
525
Chassis + Blade +
SAN + i5/OS
550 or 570
Price and Value
2015/4/13
39
What is System i- --System i Family Tree
Systems:
OS:
Release:
2015/4/13
AS/400
iSeries
i5
OS/400
OS/400
i5/OS
VxRxM
(Version
Release
Modification)
System i
i5/OS
Power Systems
(System i &
System p)
IBM i
IBM i 6.1
(Short name i 6.1)
40
What is System i --- The most …
• Introduced：1988-06-21，The summer solstice, the longest
day of the year
• Sold 35000 in the first 4 months, broke PC’s record
• The most popular business machine in the world
• 1991 - Malcolm Baldrige National Quality Award
Outline
•
•
•
•
•
Computing & Servers
Power System
What is Power IBM i?
Power IBM i features
Q&A
System i 系统优势
•独特的体系结构
•高可靠性和稳定性
•安全性
•可扩展性
•先进性
•开放性
•集成性、易于管理
•最低的总体拥有成本
2015/4/13
43
独特的体系结构设计
2015/4/13
44
高可靠性和稳定性
System i 服务器家族具有业界领先的单机可靠性和稳定性
每年平均非正常
停机时间
可用性
(以24x365 为基数)
10 分钟
1.7 小时
99.998%
IBM AS/400
5.2 小时
99.94%
IBM S/390 (Non-sysplexed)
8.9 小时
18.9 小时
99.90%
23.6 小时
224.5 小时
99.73%
平台
IBM S/390 (Sysplexed)
Tandem
VAX
UNIX (all)
NT Server
99.98%
99.78%
97.44%
• Gartner 的数据来自于对190 家公司的240 次观察统计
– 该报告针对各系统的每年平均非正常停机时间。
– 除了S/390 系统以外,实施集群的系统以集群的非正常停机时间为统计对象。
– 平均而言，实施集群的系统不到所考察的各机型装机总数的10%。
2015/4/13
45
集成的安全性
所有型号采用完全一致的安全机制
在微码层和OS层实施
- 不是累加在操作系统之上
业界唯一实现整体C2安全级的系统（操作系统+数据库）
多层保护 –系统安全级别、用户定义或资源保护等
对所有试图进行的违规安全操作记录详细的日志和跟踪
2015/4/13
46
可扩展性－随需应变(On demand)
184,000
595 32/64-way
595 16/32-way
595 8/16-way
不可估量的拓展能力
570 8/16-way
570 4/8-way
570 2/4-way
可随意搭建的企业平台
550 1/4-way
灵活的中型服务器
520 1/2-way
520 1-way
520 1-way
520 1-way
520 Value/Express
520 Value/Express
520 Value/Express
POWER5 技术的入门级服务器
CPW
0
20000
40000
60000
80000 100000 120000 140000 160000 180000 200000
Notes:
64-way measured as two 32-way partitions
Yellow bars on 520 indicate Accelerator for System i5
2015/4/13
47
System i 系统集群
. 1GB/秒带宽- 性能提高10 倍
.
.
.
.
2015/4/13
超过2TB/小时的存储性能
环形连接提供了冗余，提高了可用性
可连接PCI Expansion Towers 和Migration Towers
通过高速链接(HSL)进行OptiConnect
48
先进性-不断采用领先技术
技术
Rochester推出年份
优点
单一存储及存储自动管理
1979
性能、低管理成本
基于对象的安全管理
1979
至今为止，系统未发现病毒
128位体系结构
1979
面向未来的体系结构
面向对象的核心
1995
对市场快反应
虚拟机器接口
1979
保护投资
集成数据库
1997
低管理成本
非对称处理器
1988
系统性能
集成的PC服务器
1994
拓宽应用，提高性能
64位系统
1995
极大提高系统性能
EVI矢量索引技术
1998
提高查询速度
逻辑分区技术
1999
分散工作负载、服务器集中
Power5/ Power5+处理器
2004/2006
提升性能
Power6处理器
2007
提升性能
2015/4/13
49
开放性－支持工业标准和工具
System i 支持符合工业标准的中间件和流行的开发工具/技术













2015/4/13
Single UNIX Specification
Novell Netware
OBDC,JDBC,ADO,OLE DB
DAL (Apple)
SQL
MQ Series
DRDA
CICS
Tuxedo
TCP/IP,SNA,IPX
POP3, VIM, MAPI, SMTP
HTTP
WebSphere, Weblogic













POSIX/XPG file IBMs
UNIX95 certified
IPX
LANSA
SYNON
Progress
Power builder, Visual Basic, Dephi
Oracle Designer 2000
SequelLink
Java
C/C++, Cobol
Linux
Apache/Tomcat
50
集成系统、易于管理
管理您的业务还是您的计算机?
UNIX/Windows
Directory
Backup &
Recovery
Online Transaction
Processing
Security
System i5
i5/OS
Security
GUI
IBMs Mgmt
Directory
OLTP
Server Support
Communications
Open Standards
Wizards
ePrint
Application Dev
Backup
Technology Independent
Machine Interface (TIMI)
IBM Licensed Internal Code
Relational
Database
Java
Operating IBM
Hardware & Microcode
2015/4/13
LPAR
TCP/IP
DB2 UDB
OLAP
XML
Unicode
SSL
EIM
LDAP
AFP
Java
Apache
PASE
OLTP
Linux
System i5 64-bit POWER5
51
各种平台所需要的产品对比
System i5
Windows
Unix
内置UDB DB2/400
另外购买和配置
另外购买和配置
Java Tool box
JDK 1.3/1.4/1.5
另外配置
另外配置
文件打印服务
内置OS/400
系统支持
第三方产品
远程系统管理
内置
第三方产品
第三方产品
系统管理
内置
第三方产品
第三方产品
内置或BRMS
第三方产品
第三方产品
内置OptiConnect
另外配置
第三方产品
内置HTTP Server
内置IBM WebSphere套件
Microsoft IIS
另外配置
安全管理
集成的安全控制
数据库和OS分离
数据库和OS分离
事务处理监控
内置Tivoli Agent
支持第三方产品
第三方产品
第三方产品
数据库
Java服务
备份与恢复
群集支持
电子商务服务
2015/4/13
52
System i 多样的操作界面
基于Windows的iSeries Navigator软件，
提供图形化的操作界面，能够完成
5250终端的全部工作，包括DB2、
DOMINO管理的相关功能。支持远程
控制多台iSeries服务器
5250仿真终端，提供英文、中文多种字符
操作界面。所有命令可用菜单选择，提供
完全的中文帮助信息
2015/4/13
53
Reality
• Industry Leading Technology
• Provides the lowest total cost of
ownership of any server-TCO
• Industry leading customer and
Business
• Partner satisfaction
Summary
• Power System is one of a world-wide computing platform in today’s
commercial environment.
• Tongji SSE is the one of two schools in mainland, in which Power
System courses has been provided.
• Power System has its advanced features in architecture, hardware and
software.
Exercises
• System i (AS/400) was introduced on year?
– 1988
• Assume that a certain task needs P CISC instructions and 2P
RISC instructions, and that one CISC instruction takes 8T ns to
complete, and one RISC instruction takes 2T ns.
– Under this assumption, which one has the better performance?
References
• IBM red books
– URL: http://www.ibm.com/
• Materials of this course (PPTs or PDFs)
– \\10.60.38.2\Publicfiles\CourseDocuments_课程文档\IBMSystemi_Application_Course_黄杰
• Books for Unit One
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2015/4/13
《走入IBM 小型机世界》（电子工业出版社）
《Unix & Linux 大学教程》（清华大学出版社）
《IBM i：AS/400重装上阵-操作、管理与开发》（电子工业出版社）
《银湖计划》（华夏出版社）
《罗彻斯特城堡》（中信出版社）
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Questions?
2015/4/13
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