External Memory of Computers

द्वितीयक मैमोरी (Secondary Memory)

इस प्रकार की मैमोरी सीपीयू से बाहर होती है, इसीलिए इसे बाह्य (External) या सेकेण्डरी (Secondary) मैमोरी भी कहा जाता है। कम्प्यूटर की मुख्य मैमोरी बहुत महँगी होने तथा बिजली बन्द कर देने पर उसमें रखी अधिकतर सूचनाएँ नष्ट हो जाने के कारण न तो हम उसे इच्छानुसार बढ़ा सकते हैं। और न हम उसमें कोई सूचना स्थायी रूप से स्टोर कर सकते हैं। इसलिए हमें सहायक मैमोरी का उपयोग करना पड़ता है। इसकी कीमत तुलनात्मक दृष्टि से बहुत कम और डेटा स्टोर करने की क्षमता (Capacity) बहुत अधिक होती है। इसमें एक ही कमी है कि इन माध्यमों मे डेटा की लिखने (अर्थात् स्टोर करने) तथा पढ़ने अर्थात (प्राप्त करने) में समय बहुत लगता है। इसलिए हम इसमें ऐसी सूचनाएँ भण्डारित करते हैं, जिन्हे लम्बे समय तक सुरक्षित रखना हो तथा जिनकी आवश्यकता लगातार नहीं पड़ती हो।

हम सहायक मैमोरी को अपनी आवश्यकता के अनुसार किसी भी सीमा तक बढ़ा सकते हैं। यह मैमोरी कुछ चुम्बकीय उपकरणों के रूप में होती है, जैसे -मैग्नेटिक डिस्क, ऑप्टिकल डिस्क एवं सॉलिड स्टेट डिस्क। इन उपकरणों के बारे में आगे विस्तार से बताया गया है। सहायक मैमोरी का उपयोग बैकअप के लिए किया जाता है। जब हमें किसी डेटा की तत्काल आवश्यकता नहीं रहती तो उसे किसी चुम्बकीय माध्यम; जैसे- फ्लॉपी डिस्क या चुम्बकीय टेप, पर नकल करके अलग सुरक्षित कर लिया जाता है।

ऐसा प्रायः हार्ड डिस्क को खाली करने के लिए किया जाता है, ताकि उस पर ऐसा डेटा भरा जा सके, जिसकी आवश्यकता पड़ रही हो और डिस्क पर जगह न हो। बैकअप साधन में भण्डारित किए गए डेटा को आगे कभी भी आवश्यकता पड़ने पर फिर हार्ड डिस्क पर उतारा या नकल किया जा सकता है। प्रारम्भिक कम्प्यूटरों में छिद्रित कार्ड, पेपर टेप तथा चुम्बकीय टेपों का प्रयोग सहायक भण्डारण के लिए किया जाता था। लेकिन आजकल मुख्य रूप से चुम्बकीय डिस्कों का प्रयोग इस कार्य हेतु किया जाता है जो कई प्रकार से सुविधाजनक है। सहायक मैमोरी के रूप में आजकल हार्ड डिस्क, फ्लॉपी डिस्क और कॉम्पैक्ट डिस्क का प्रचलन है। इनके लिए अपने विशेष उपकरण होते हैं, जिनकी सहायता से इन पर सूचनाएँ लिखी जाती है। इन उपकरणों को उनकी ड्राइव कहा जाता है।

उदाहरण

• मैग्नेटिक डिस्क – हार्ड डिस्क ड्राइव, फ्लॉपी डिस्क , मैमोरी डिस्क
• ऑप्टिकल डिस्क – सी डी, डी वी डी, ब्लू-रे डिस्क
• सॉलिड स्टेट डिस्क – पेन/फ्लैश ड्राइव

कैश मैमोरी (Cache Memory)

यह एक विशेष प्रकार की मैमोरी है, जो अत्यधिक तेज स्टैटिक रैम (SRAM) चिपों का उपयोग करती है और प्रोसेसर को किसी विशेष मैमोरी का उपयोग अत्यन्त तेजी से करने की सुविधा प्रदान करती है। सामान्यतः प्रोसेसर को रैम मैमोरी से कोई डेटा पढ़ने में 180 नैनो सेकेण्ड का समय लग जाता है। कैश मैमोरी से बार-बार आवश्यक डेटा केवल 45 नैनों सेकेण्ड में प्राप्त किया जा सकता है। कैश मैमोरी का उपयोग करने से आपके कम्प्यूटर की दक्षता काफी बढ़ जाती है।

• कैश मैमोरी प्रोसेसर और मानक डीरैम (DRAM) मॉड्यूलों के बीच एक बफर के रूप में रहती है।
• नवीनतम निर्देश और उसके डेटा को कैश मैमोरी में रखा जाता है।
• जब प्रोसेसर को किसी सूचना की आवश्यकता होती है तो सबसे पहले वह कैश मैमोरी को ही देखता है यदि सूचना कैश मैमोरी में न हो तो उसे मुख्य मैमोरी में देखा जाता है।

कुछ मुख्य द्वितीयक स्टोरेज डिवाइसज का विवरण निम्नलिखित हैं।

फ्लॉपी डिस्क (Floppy Disk)

फ्लॉपी डिस्क माइलर की बनी हुई एक वृत्ताकार डिस्क होती हैं, जिसके दोनों ओर एक चुम्बकीय पदार्थ का लेप चढ़ा होता है। यह एक प्लास्टिक के चौकोर कवर में संरक्षित रहती है, जिसके भीतर फ्लॉपी की सफाई करने वाली मुलायम लाइनें होती हैं।

यह तीन आकारों (Sizes) में उपलब्ध होती हैं। 8 इंच, 5.25 इंच तथा 3.50 इंच इसमें बीच की धुरी (Hub) किसी धातु की बनी होती है, इसके ऊपरी किनारे पर एक खिसकने वाला ढक्कन (Sliding cover) होता है जो लिखने-पढ़ने के खुले स्थान को पूरी तरह ढक लेता है। इसका लिखने का सुरक्षित छिद्र (Hole) आयताकार होता है, जिसमें एक छोटा-सा प्लास्टिक का टैब या टुकड़ा होता है। यह टैब दो स्थितियों में रखा जा सकता है। एक स्थिति में रहने पर फ्लॉपी पर कुछ भी लिखा या पढ़ा जा सकता है और दूसरी स्थिति में रहने पर उससे केवल पढ़ा जा सकता है।

फ्लॉपी पर डेटा कुछ संकेन्द्रीय (Co-central) वृत्ताकार (Circular) पथों पर स्टोर किया जाता है, जिन्हें टैक्स (Tracks) कहते हैं। हर ट्रैक कई भागों में बँटा होता है, जिन्हें सेक्टर (Sector) कहते है। डिस्क को ट्रकों और सेक्टरों में विभाजित करने की प्रक्रिया फार्मेटिंग कहलाती हैं। एक सेक्टर में 512 बाइटें होती हैं। होती हैं। इसकी प्रति इंच चौड़ी सतह पर 135 ट्रैक बने होते है। प्रत्येक ट्रैक पर कुछ महीन चुम्बकीय चिह्न बनाए जाते हैं। एक दिशा में बनाए गए चिन्ह बाइनरी अंक 1 को व्यक्त करते हैं। और उसकी विपरीत दिशा में बनाए गए चिन्ह बाइनरी 0 को व्यक्त करते हैं। इस प्रकार चुम्बकीय डिस्कों पर बाइनरी कोड में कोई भी सूचना अंकित की जा सकती है।

फ्लॉपी डिस्क पर कोई सूचना लिखने या उससे पढ़ने के लिए एक विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है, जिसे फ्लॉपी डिस्क ड्राइव (Floppy Disk Drive या FDD) कहा जाता है। फ्लॉपी को इस ड्राइव में लगा दिया जाता है तो वह धातु की धुरी को जकड़ लेता है और डिस्क को घुमाना शुरू कर देता है। ड्राइव का रीड-राइट हैड आगे-पीछे चल सकता है। इससे वह फ्लॉपी के किसी भी ट्रैक के किसी भी सेक्टर में डेटा लिख सकता है या उससे डेटा पढ़ सकता है।

फ्लॉपी डिस्क ड्राइव में फ्लॉपी को उसी प्रकार लगाया जाता है, जिस प्रकार किसी कैसेट प्लेयर में कैसेट प्लेयर में कैसेट को लगाया जाता है। आजकल प्रायः हर कम्प्यूटर में एक फ्लॉपी ड्राइव अवश्य होती है।

हार्ड डिस्क (Hard Disk)

इन्हे फिक्स्ड डिस्क भी कहा जाता है। कई आकारों और क्षमताओं में मिलती है, लेकिन इनकी बनावट तथा कार्यप्रणाली लगभग एक ही होती है। कोई हार्ड डिस्क एक ही धुरी पर लगी हुई कई वृत्ताकार चुम्बकीय डिस्कों का समूह होता है। प्रत्येक डिस्क की सतहों पर किसी चुम्बकीय पदार्थ का लेप होता है जिस पर चुम्बकीय चिन्ह बनाए जाते हैं। सबसे ऊपरी और सबसे नीचे डिस्क की बाहरी सतहों को छोड़कर अन्य सभी सतहों पर डेटा स्टोर किया जाता है। ऐसी प्रत्येक सतह के लिए एक अलग रीड-राइट हैड होता है, जो आगे -पीछे सरक सकता है। एक साधारण हार्ड डिस्क की संरचना चित्र में दिखाई गई हैं।

किसी हार्ड डिस्क में डिस्क को तेज गति से घुमाया जाता है। इनके घूमने की गति 3600 चक्कर/मिनट (Rotations Per Minute) से 7200 चक्कर/मिनट तक होती है। रीड-राइट हैड और डिस्क की सतह के बीच लगभग 0.064 इंच का अन्तर होता है। सभी डिस्कें एक साथ घूमती हैं और सभी रीड-राइट हैड एक साथ आगे पीछे सरकते हैं, परन्तु डेटा लिखने और पढ़ने के लिए एक समय में केवल एक ही रीड-राइट हैड को चुना जाता है। इस प्रकार विभिन्न रीड-राइट हैडों को चुनते हुए किसी भी सतह के किसी भी सेक्टर से डेटा पढ़ा या उस पर लिखा जा सकता हैं।

आधुनिक हार्ड डिस्कों की क्षमता 200 गीगाबाइट तक होती है। पर्सनल कम्प्यूटरों के लिए विशेष प्रकार की हार्ड डिस्क भी उपलब्ध है, जिन्हें विचेस्टर डिस्क कहा जाता है। इनकी क्षमता 20 गीगाबाइट से 80 गीगाबाइट तक होती है। हार्ड डिस्क सूचनाओं को स्थायी रूप से संगृहीत करने का बहुत विश्वसनीय माध्यम है और इनका उपयोग करने की गति भी पर्याप्त होती है। लेकिन ये धूल आदि के प्रति बहुत संवेदनशील होती हैं, जिसके कारण इनको एक डिब्बे में स्थायी रूप से बन्द रखा जाता है और सिस्टम यूनिट के भीतर लगा दिया जाता है।

मैमोरी स्टिक (Memory Stick)

मैमोरी स्टिक एक प्रकार का मैमोरी कार्ड होता है। ये एक USB आधारित मैमोरी ड्राइव है। इसका आकार 50.0×21.5×2.8 मिमी होता है तथा इसकी क्षमता (Storage Capacity) 4 MB से 256 GB तक होती है।

कॉम्पैक्ट डिस्क (Compact Disk – CD)

यह एक विशेष प्रकार की डिस्क होती है, जिन पर डेटा प्रायः एक बार ही लिखा जाता है और फिर उसे कितनी भी बार पढ़ सकते हैं। यह एक प्रकार की रीड ओनली मैमोरी ही है। इनमें प्रायः ऐसी सूचनाएँ स्टोर की जाती हैं जो स्थायी प्रकृति की हों, तथा जिनकी आवश्यकता बार-बार पड़ती हो; जैसे- टेलीफोन डायरेक्टरी, हवाई जहाजों की उड़ानों की समय-सारणी, पुस्तकें, पुस्तकालय की पुस्तकों की सूची (Catalogue) कानूनी सूचानाएँ, फिल्म आदि। इन पर डेटा लिखने-पढ़ने के लिए लेसर (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation-LASER) तकनीक का प्रयोग किया जाता है। इसलिए इन्हें ऑप्टिकल डिस्क भी कहा जाता है। यह प्लास्टिक की बनी हुई डिस्क होती है, जिस पर दोनों ओर एल्युमीनियम की पतली परत लगी होती है। इस परत पर पारदर्शक प्लास्टिक की परत होती है, जिससे यह सुरक्षित रहती है। इस पर डेटा स्टोर करने की विधि चुम्बकीय डिस्क से अलग होती है। चुम्बकीय डिस्क पर जहाँ संकेन्द्रीय वृत्ताकार ट्रेक होते हैं, वहीं कॉम्पैक्ट डिस्क (सीडी) पर एक सर्पिलाकार ट्रेक होता है।

इसी प्रकार डेटा को रिकॉर्ड करने की विधि भी अलग होती है। चुम्बकीय डिस्क पर चुम्बकीय चिन्ह बनाए जाते हैं। जबकि सीडी पर गड्ढों (Pits) और भूमि (Lands) के रूप में डेटा स्टोर किया जाता है। कोई गड्ढा प्रकाश को बिखेर देता है, जबकि भूमि प्रकाश को लौटाती है। इससे क्रमशः 1 और 0 को व्यक्त किया जाता है। सम्पूर्ण सीडी पर सूचनाओं को समान घनत्व के साथ स्टोर किया जाता है अर्थात् ट्रैक की लम्बाई में सूचनाओं को स्टोर करने की मात्रा समान होती है। इसलिए सूचनाएँ पढ़ते समय डिस्क के घूमने की गति बदलती रहती है। उसे इस प्रकार घुमाया जाता है कि प्रति सेकण्ड पढ़ी जाने वाली बाइटों की संख्या निश्चित रहती है। इसे स्थिर रेखीय गति (Constant Linear Velocity) कहा जाता है।

एक सीडी की भण्डारण क्षमता 680 मेगाबाइट से 800 मेगाबाइट तक होती है। इसे प्रायः 1200 किलोबाइट प्रति सेकण्ड की गति से पढ़ा जाता है। इसमें से सूचनाएँ पढ़ने के लिए जो ड्राइव उपयोग में लाया जाता है, उसे सीडी रोम ड्राइव कहा जाता है।

आजकल ऐसी कॉम्पैक्ट डिस्कें भी उपलब्ध हैं, जिन पर साधारण फ्लॉपी की तरह डेटा लिखा तथा पढ़ा जा सकता है, लेकिन उनके लिए सीडीराइटर (CD-Writer) नामक उपकरण की जरूरत होती है। अपेक्षाकृत महँगा होने के कारण इनका प्रयोग अभी सीमित ही है। कॉम्पैक्ट डिस्कों का प्रयोग सामान्यतया कम्पयूटरों के साथ ही किया जाता है, क्योंकि सभी प्रकार के प्रोग्राम आजकल सीडी पर ही उपलब्ध होते हैं। इसे मुख्यतः तीन भागों में बाँटा जा सकता है- CD-ROM (रीड आनली मैमोरी), CD-R (रिकॉर्डेबल), CD-RW (री-राइटेबल)।

डीवीडी (Digital Video Disc – DVD)

आजकल सीडी का एक अन्य परिष्कृत रूप भी प्रयोग में लाया जाता है जिसे डीवीडी (DVD) क़हा जाता है। भण्डारण क्षमता 2 गीगाबाइट या अधिक भी हो सकती है। इस पर डेटा लिखने या उससे पढ़ने के लिए एक विशेष ड्राइव होता है, जिसे डीवीडी ड्राइव कहा जाता है। इसे डिजिटल वर्सेटाइल डिस्क या डिजिटल वीडियों डिस्क के रूप में भी जाना जाता है।

एक ऑप्टिकल डिस्क स्टोरेज मीडिया फॉर्मेट है और इसे वर्ष 1995 में, सोनी, पैनासोनिक और सैमसंग द्वारा विकसित किया गया था। इसका मुख्य उपयोग वीडियों और डेटा का भण्डारण करना है। DVD का आकार कॉम्पैक्ट डिस्क (CD) के समान ही होता है, लेकिन ये छः गुना अधिक तक डेटा भण्डारण करते हैं।

DVD शब्द के परिवर्तित रूप अक्सर डेटा के डिस्क पर संग्रहण पद्धति को वार्णित करते हैं। DVD-ROM (रीड ओनली मैमोरी) में डेटा को सिर्फ पढ़ा जा सकता है, लिखा नहीं जा सकता। DVD-R और DVD+R (रिकॉर्डेबल) डेटा को सिर्फ एक बार रिकॉर्ड कर सकते हैं और उसके बाद एक DVD-ROM के रूप में कार्य करते हैं। DVD-RW (रि-राइटेबल), DVD+RW और DVD-RAM (रैण्डम एक्सेस मैमोरी) डेटा को कई बार रिकॉर्ड कर सकता है और मिटा सकता है।

DVD वीडियो और DVD-ऑडियों डिस्क, क्रमशः उचित रूप से संचरित और स्वरूपित वीडियों और ऑडियों सामग्री को सन्दर्भित करता है। वीडियो सामग्री वाले DVD सहित, DVD के अन्य प्रकार को, DVD डेटा डिस्क कहा जा सकता है।

ब्लू-रे डिस्क (Blue-Ray Disc – BD)

ब्लू-रे डिस्क (BD या ब्लू-रे नाम से भी प्रचलित है), एक ऑप्टिकल डिस्क संग्रहण माध्यम है, जिसे मानक DVD प्रारूप का स्थान लेने के लिए बनाया गया है।

ब्लू-रे डिस्क का नाम इसे पढ़ने में प्रयुक्त नीले-बैंगनी (Blue-Violet) लेजर से लिया गया है। एक मानव डीवीडी में 650 नैनोमीटर लाल लेजर का प्रयोग किया जाता है, जबकि ब्लू-रे डिस्क कम तरंगदैर्ध्य का प्रयोग करती है, 400 नैनोमीटर वाला-नीला-बैंगनी लेजर तथा एक डीवीडी की तुलना में लगभग दस गुना अधिक डेटा संग्रहण की अनुमति देती हैं। मुख्य रूप से इसका प्रयोग उच्च परिभाषा वाले वीडियो (High Definition Video), प्लेस्टेशन 3 (PlayStation 3), वीडियो गेम्स तथा अन्य डेटा को, प्रत्येक एकल परत वाले प्रोटोटाइप पर 25 GB तक और दोहरी परत वाले पर 50 GB तक संग्रहित करने के लिए किया जाता है। यद्यपि ये संख्याएँ ब्लू-रे-डिस्क के लिए मानक संग्रहण को बताती हैं, तथापि यह एक मुक्त (Open-ended) विनिर्देशन है, जिसमें ऊपरी सैद्धान्तिक संग्रहण सीमा अस्पष्ट छोड़ दी गई है। इस डिस्क में स्थित सूचनाओं को किसी भी अतिरिक्त उपकरण या संशोधित फर्मवेयर के बिना पढ़ा जा सकता है। ब्लू-रे डिस्क के भौतिक आयाम मानक DVD तथा CDs के ही समान होते हैं।

पेन/थंब/फ्लैश ड्राइव (Pen/Thumb/Flash Drive)

फ्लैश मैमोरी डेटा स्टोरेज डिवाइस से बना होता है, जिसमें एक USB (यूनिवर्सल सीरियल बस) 1.1 या 2.0 या 3.0 अन्तरा फलक एकीकृत होता है। USB फ्लैश ड्राइव आमतौर पर हटाने योग्य और री-राइटेबल होते हैं जो एक फ्लॉपी डिस्क से छोटे होते हैं और अधिकांश का वजन 30 ग्राम से कम होता है, आकार और मूल्य की बढ़ोतरी के साथ इनकी भण्डारण क्षमता भी बढ़ती जा रही है। यूएसबी फ्लैश ड्राइव का प्रयोग प्रायः उसी उद्देश्य से किया जाता है, जिस उद्देश्य से फ्लॉपी डिस्क का किया जाता है। हिलते हिस्सों के न होने के कारण वे अपेक्षाकृत छोटे, तेज हजारों गुना अधिक क्षमता वाले और अधिक टिकाऊ और विश्वसनीय हैं।

लगभग वर्ष 2005 तक, अधिकांश डेस्कटॉप और लैपटॉप कम्प्यूटरों की आपूर्ति एक फ्लॉपी डिस्क ड्राइव के साथ की जाती थी, लेकिन हाल ही में अधिकांश उपकरणों ने USB पोर्ट को अपनाते हुए फ्लॉपी डिस्क ड्राइव को त्याग दिया है। फ्लैश ड्राइव USB मॉस स्टोरेज मानक का उपयोग करते हैं। जो आधुनिक ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा समर्थित हैं; जैसे- Windows, Mac, OSx Linux और Unix तथा अन्य सिस्टम। USB 2.0 समर्थन वाले USB ड्राइव अधिक डेटा संग्रह कर सकते हैं और अपेक्षाकृत एक बहुत बड़े ऑप्टिकल डिस्क ड्राइव से अधिक तेजी से डेटा स्थानान्तरित कर सकते हैं। और इन्हें अधिकांश अन्य सिस्टमों द्वारा पढ़ा जा सकता हैं।

मैग्नेटिक टेप (Magnetic Tape)

ये पुरानी फाइलों का बैकअप लेने के बहुत सुरक्षित और सस्ते साधन माने जाते हैं। ये प्रारम्भ से ही कम्प्यूटरों में प्रयोग किए जाते रहे हैं और अभी भी इनका उपयोग किया जाता है। चुम्बकीय टेप प्लास्टिक का आधा इंच या 12.7 मिमी चौड़ा तथा सैकड़ों व हजारों फीट लम्बा फीता होता है जो एक चक्के (Spool) पर लिपटा रहता है। इसकी एक सतह पर किसी चुम्बकीय पदार्थ की पतली परत होती हैं। इसी परत पर चुम्बकीय चिन्ह बनाकर डेटा लिखा जाता है। टेप की एक इंच लम्बाई में 800 से लेकर 6250 बाइटें तक लिखी जा सकती है। टेप की लम्बाई 200 फीट से 3600 फीट तक होती है।

चुम्बकीय टेप काफी धीमा होता है, क्योंकि यह एक क्रमिक (Sequential) माध्यम है। इसका अर्थ यह है कि इसमें डेटा लिखने या पढ़ने का कार्य एक सिरे से दूसरे सिरे तक क्रमशः किया जाता है। हम बीच से लिखना/पढ़ना शुरू नहीं कर सकते। यदि हमें बीच में भरी हुई कोई फाइल पढ़नी हो, तो उससे पहले का सारा टेप धीरे-धीरे छोड़ना पड़ता है। किन्तु इन टेपों की विश्वसनीयता (Reliability) बहुत अधिक होती है और ये सैकड़ो वर्षों तक भी सुरक्षित रह सकते हैं। इसलिए इनका प्रयोग ऐसे डेटा को स्टोर करने में करते हैं, जिसे लम्बे समय तक सुरक्षित रखना हो।

चुम्बकीय टेप पर डेटा पढ़ने व लिखने का कार्य एक उपकरण के माध्यम से किया जाता है जिसे टेप ड्राइव कहते हैं। इसमें दो धुरी होती हैं, जिनमें दूसरे पर एक खाली चक्का (Spool) स्थाई रूप से लगा होता हैं  और पहले पर वह टेप लगाया जाता है जिस पर डेटा लिखना या पढ़ना है। आजकल चुम्बकीय टेप का एक छोटा रूप अधिकांश कम्प्यूटरों में प्रयोग किया जाता है। यह साधारण ऑडियो कैसेट के आकार का होता है, जिसमें टेप की चौडाई 1/4 इंच तथा लम्बाई 600 फीट होते है इसकी| क्षमता 40 मेगाबाइट से 100 मेगाबाइट तक होती है।

सेकेण्डरी मैमोरी डिवाइसेस उनके स्टोरेज के माध्यम एवं भण्डारण क्षमता

डिवाइस	स्टोरेज माध्यम	क्षमता
फ्लॉपी डिस्क (5.25 इंच)	मैग्नेटिक	1.2 MB
फ्लॉपी डिस्क (3.5 इंच)	मैग्नेटिक	80 KB to 1.44 MB
फ्लॉपी डिस्क (8 इंच)	मैग्नेटिक	20 MB to 80 GB
CD-ROM	ऑप्टिकल	640 MB to 680 MB
DVD-ROM	ऑप्टिकल	4.7 GB to 17 GB
पेन ड्राइव	सॉलिड स्टेट	1 GB to 256 GB
मैग्नेटिक टेप	मैग्नेटिक	60 MB to 8 MB

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