《导航技术基础》实验报告解析
《导航技术基础》
实验报告
学号：1010200219
姓名：赵玲
南京理工大学自动化学院
目录
实验一全球定位系统（GPS）实验 (2)
实验二陀螺仪原理实验 (4)
实验三电子罗盘H3300原理实验 (7)
实验四C100单轴罗盘实验... ... ... . (9)
实验一全球定位系统（GPS）实验
一. 实验目的
1、熟悉GPS的结构和工作原理；
2、熟悉GPS信号串口传输技术；
3、掌握GRMIN公司GPS25LP OEM板实验系统。
二. 设备清单
(1) GPS25LP OEM板1套
(2) 开关电源 1个
(3) 五金工具 1套
(4) 万用表 1只
(5) 《GRMIN公司GPS25LP OEM板技术资料》 1本
*上课期间，实验设备由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
三、课堂要求
(1) 课前认真预习，精心准备；
(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件；
(3) 不同小组的器件不要混用；
(4) 课后整理桌面；
(5) 不在课堂做任何与学习无关的事；
(6) 课后认真填写实验报告。
四、注意事项
(1) 轻拿轻放加GPS实验系统，防止摔落地面；
(2) 避免直接接触GPS实验系统电路板；
(3) 禁止带电插拔；
(4) 常见问题的处理，参见技术手册。
五、实验内容与步骤
1、GPS实验系统电路连接
(1) 将GPS天线接入电路板；
(2) 检查电路连接是否正确；
(3) 将GPS天线放至窗外；
(4) 接通外接开关电源；
(5) 记录所在位置的经纬度、高度、星数。
六、实验报告内容
1、记录从GPS接收到数据
2、数据分析
当前时间：03时20分02秒
实验室经度：东经118度51.2497分
实验室纬度：北半球32度01.6601分
卫星编号：06 22 31
卫星数量：3
其他信息：定位质量指标有效水平精确度2.8 天线高程41.8米大地椭球面相对海平面的高度2.3米总和校验数46 总的GSV语句电文数3 可视卫星总数10
七、思考题
根据GPS的工作原理和特性，分析如何利用两个或多个GPS系统协同工作提高测量精度。
答：在GPS测量过程中，带有多种误差，如传播延迟误差和接收机固有误差，为
消除各种误差通过使用查分GPS来测量地面点的坐标，通过使用两个或更多的GPS 接收机来协同工作。将一台GPS接收机安置在已知点上，作为基准站，另一台接收机用于空间目标的测量。由于在已知位置的基点可以确定卫星信号中包含的人为误差和其他某些误差，便可大大降低GPS的定位误差，从而提高测量精度。
实验二陀螺仪实验
一. 实验目的
1、熟悉陀螺的结构和工作原理；
2、熟悉陀螺信号处理技术；
3、掌握Horizon陀螺实验系统。
二. 设备清单
(1) Horizon陀螺 1个
(2) 开关电源 1个
(3) 五金工具 1套
(4) 万用表 1只
(5) 《Horizon陀螺技术手册》 1本
*上课期间，实验设备由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
三、课堂要求
(1) 课前认真预习，精心准备；
(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件；
(3) 不同小组的器件不要混用；
(4) 课后整理桌面；
(5) 不在课堂做任何与学习无关的事；
(6) 课后认真填写实验报告。
四、注意事项
(1) 轻拿轻放陀螺，防止摔落地面；
(2) 避免直接接触陀螺输入、输出接口；
(3) 禁止带电插拔；
(4) 常见问题的处理，参见技术手册。
五、实验内容与步骤
1、陀螺外围电路
(1) 将陀螺接入电路板；
(2) 检查电路连接是否正确；
(3) 接通外接开关电源；
(4) 利用万用表测量并记录陀螺输入电压、静止状态下的输出值。
2、沿转轴运动特性测量
(1) 检查电路连接；
(2) 沿陀螺转动轴顺时针由慢至快转动陀螺；
(3) 沿陀螺转动轴逆时针由慢至快转动陀螺；
(4) 分别利用测量软件测量并记录陀螺的输出值。
3、倾斜运动特性测量
(1) 检查电路连接；
(2) 分别沿与陀螺转动轴约30O、45O、90O倾角顺时针由慢至快转动陀螺；
(3) 分别沿与陀螺转动轴约30O、45O、90O倾角逆时针由慢至快转动陀螺；
(4) 利用测量软件测量并记录陀螺的输出值；
(5) 分析数值的正确性。
六、实验报告内容
1、根据实验数据绘制陀螺特性曲线
与陀螺转动轴约30O倾角顺时针由慢至快转动陀螺：
沿与陀螺转动轴约45O倾角顺时针由慢至快转动陀螺：
沿与陀螺转动轴约90O倾角顺时针由慢至快转动陀螺：
沿与陀螺转动轴约30O倾角逆时针由慢至快转动陀螺：
沿与陀螺转动轴约45O倾角逆时针由慢至快转动陀螺：
沿与陀螺转动轴约90O倾角逆时针由慢至快转动陀螺：
2、分析、比较陀螺动态特性；
当陀螺处于静止状态时，输出曲线为水平曲线，只有当陀螺有一定加速
度时采集的数据为有倾斜直线。通过比较30O、45O、90O的曲线可知，倾角越大时输出值越大；通过比较顺时针和逆时针的曲线可知，陀螺转动方向不同曲线的变化方向不同。
七、思考题
根据陀螺的工作原理和特性，考虑陀螺可应用于哪些系统，简述其工作原理。答：陀螺在旋转的时候，不但围绕本身的轴线转动，而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说，陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“进动”。陀螺围绕自身轴线作“自转”的快慢，决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢，摆动角越大，稳定性越差；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好。
科学家根据陀螺的力学特性研发了一种科学仪器-陀螺仪，广泛运用于科研、军事技术等领域中。陀螺仪的主要功能有陀螺方向仪、陀螺罗盘、陀螺垂直仪、陀螺稳定器、速率陀螺仪、陀螺稳定平台等
利用陀螺仪的动力学特性制成的各种仪表或装置，介绍如下：
一陀螺方向仪。它是三自由度均衡陀螺仪，其底座固连在飞机上，转子轴提供惯性空间的给定方向。若开始时转子轴水平放置并指向仪表的零方位，则当飞机绕铅直轴转弯时，仪表就相对转子轴转动，从而能给出转弯的角度和航向的指示。
二陀螺罗盘。其外环轴铅直，转子轴水平置于子午面内，正端指北；其重心沿铅垂轴向下或向上偏离支承中心。
三陀螺垂直仪。利用摆式敏感元件对三自由度陀螺仪施加修正力矩以指示地垂线的仪表。陀螺仪的壳体利用随动系统跟踪转子轴位置，当转子轴偏离地垂线时，固定在壳体上的摆式敏感元件输出信号使力矩器产生修正力矩，转子轴在力矩作用下旋进回到地垂线位置。
的旋进和由此旋进产生的对船体的稳定作用。
四速率陀螺仪。用以直接测定运载器角速率的二自由度陀螺装置。把均衡陀螺仪的外环固定在运载器上并令内环轴垂直于要测量角速率的轴。当运载器连同外环以角速度绕测量轴旋进时，陀螺力矩将迫使内环连同转子一起相对运载器旋进。陀螺仪中有弹簧限制这个相对旋进，而内环的旋进角正比于弹簧的变形量。由平衡时的内环旋进角即可求得陀螺力矩和运载器的角速率。积分陀螺仪与速率陀螺仪的不同处只在于用线性阻尼器代替弹簧约束。当运载器作
任意变速转动时，积分陀螺仪的输出量是绕测量轴的转角（即角速度的积分）。以上两种陀螺仪在远距离测量系统或自动控制、惯性导航平台中使用较多。
六陀螺稳定平台。以陀螺仪为核心元件，使被稳定对象相对惯性空间的给定姿态保持稳定的装置。稳定平台通常利用由外环和内环构成制平台框架轴上的力矩器以产生力矩与干扰力矩平衡使陀螺仪停止旋进的稳定平台称为动力陀螺稳定器。陀螺稳定平台根据对象能保持稳定的转轴数目分为单轴、双轴和三轴陀螺稳定平台。陀螺稳定平台可用来稳定那些需要精确定向的仪表和设备，如测量仪器、天线等，并已广泛用于航空和航海的导航系统及火控、雷达的万向支架支承。根据不同原理方案使用各种类型陀螺仪为元件。其中利用陀螺旋进产生的陀螺力矩抵抗干扰力矩，然后输出信号控、照相系统
实验三电子罗盘H3300实验
一. 实验目的
1、熟悉电子罗盘的结构和工作原理；
2、熟悉电子罗盘信号处理技术；
3、掌握电子罗盘H3300实验系统。
二. 设备清单
每组学生拥有一套H3300实验套件。上课期间由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
(1) H3300 1个
(2) 开关电源 1个
(3) 五金工具 1套
(4) 万用表 1只
(5) 《H3300产品技术资料》 1本
三、课堂要求
(1) 课前认真预习，精心准备；
(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件；
(3) 不同小组的器件不要混用；
(4) 课后整理桌面；
(5) 不在课堂做任何与学习无关的事；
(6) 课后认真填写实验报告。
四、注意事项
(1) 轻拿轻放H3300，防止摔落地面；
(2) 避免直接接触H3300输入、输出接口；
(3) 禁止带电插拔；
(4) 常见问题的处理，参见技术手册。
五、实验内容与步骤
1、电子罗盘外围电路
(1) 将电子罗盘接入电路板；
(2) 检查电路连接是否正确；
(3) 接通外接开关电源；
(4) 利用万用表测量并记录加速度计输入电压、静止状态下的输出值。
六、实验报告内容
1、记录电子罗盘H3300输出数据；
航向为0.1：
航向359.7：
俯仰最小：
俯仰最大：
翻滚最小：
翻滚最大：
2、数据分析；
七、思考题
根据电子罗盘H3300的工作原理和特性，简述其应用领域。
实验四 C100单轴罗盘实验
一. 实验目的
1、熟悉C100单轴罗盘结构和工作原理；
2、熟悉C100单轴罗盘信号处理技术；
3、掌握C100单轴罗盘实验系统。
二. 设备清单
每组学生拥有一套C100单轴罗盘实验系统。上课期间由组长保管，上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。
(1) 开关电源 1个
(2) 五金工具 1套
(3) 万用表 1只
(4) C100电子罗盘1只
(9) 《C100电子罗盘技术资料》 1本
三、课堂要求
(1) 课前认真预习，精心准备。
(2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件。
(3) 不同小组的器件不要混用。
(4) 课后整理桌面。
(5) 不在课堂做任何与学习无关的事。
(6) 课后认真填写实验报告。
四、注意事项
(1) 轻拿轻放加实验系统，防止摔落地面；
(2) 避免直接接触实验系统电路板、输入输出接口；
(3) 禁止带电插拔；
(4) 常见问题的处理，参见相关技术手册。
五、实验内容与步骤
1、实验系统连接
(1) 连接C100单轴罗盘实验系统；
(2) 接通外接开关电源；
(3) 记录电子罗盘C100输出数据；
(4) 数据分析。
六、实验报告内容
1、电子罗盘C100输出数据
2、数据分析；
七、思考题
根据C100单轴罗盘工作原理，简述C100罗盘应用领域。
编译原理实验报告
课程实验报告课程名称：《编译原理》 专业班级：计算机科学与技术11级10班 学号：XXXXXXX 姓名：X X 指导教师：刘铭 报告日期：2014年6月16日
计算机科学与技术学院 目录 目录 (2) 1 实验一词法分析 (3) 1.1实验目的 (3) 1.2实验要求 (3) 1.3算法思想 (4) 1.4实验程序设计说明 (5) 1.5词法分析实现 (6) 1.6词法实验结果及结果分析 (12) 2 实验二语法分析 (13) 2.1 实验目的 (13) 2.2 实验要求 (13) 2.3 算法思想 (13) 2.4 实验程序设计说明 (15) 2.5 语法分析实现 (15) 4 实验中遇到的问题及解决 (22) 参考资料 (23)
1 实验一词法分析 1.1 实验目的 设计、编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。 1.2 实验要求 1、待分析的简单的词法 （1）关键字： begin if then while do end 所有的关键字都是小写。 （2）运算符和界符 ：= + - * / < <= <> > >= = ; ( ) # （3）其他单词是标识符（ID）和整型常数（SUM），通过以下正规式定义： ID = letter (letter | digit)* NUM = digit digit* （4）空格有空白、制表符和换行符组成。空格一般用来分隔ID、SUM、运算符、界符和关键字，词法分析阶段通常被忽略。 2、各种单词符号对应的种别码： 表1 各种单词符号对应的种别码 3、词法分析程序的功能： 输入：所给文法的源程序字符串。 输出：二元组（syn,token或sum）构成的序列。 其中：syn为单词种别码； token为存放的单词自身字符串；
编译原理实验报告实验一编写词法分析程序
编译原理实验报告实验名称：实验一编写词法分析程序 实验类型：验证型实验 指导教师：何中胜 专业班级：13软件四 姓名：丁越 学号： 电子邮箱： 实验地点：秋白楼B720 实验成绩： 日期：2016年3 月18 日
一、实验目的 通过设计、调试词法分析程序，实现从源程序中分出各种单词的方法；熟悉词法分析 程序所用的工具自动机，进一步理解自动机理论。掌握文法转换成自动机的技术及有穷自动机实现的方法。确定词法分析器的输出形式及标识符与关键字的区分方法。加深对课堂教学的理解；提高词法分析方法的实践能力。通过本实验，应达到以下目标： 1、掌握从源程序文件中读取有效字符的方法和产生源程序的内部表示文件的方法。 2、掌握词法分析的实现方法。 3、上机调试编出的词法分析程序。 二、实验过程 以编写PASCAL子集的词法分析程序为例 1.理论部分 （1）主程序设计考虑 主程序的说明部分为各种表格和变量安排空间。 数组 k为关键字表，每个数组元素存放一个关键字。采用定长的方式，较短的关键字 后面补空格。 P数组存放分界符。为了简单起见，分界符、算术运算符和关系运算符都放在 p表中 （编程时，还应建立算术运算符表和关系运算符表，并且各有类号），合并成一类。 id和ci数组分别存放标识符和常数。 instring数组为输入源程序的单词缓存。 outtoken记录为输出内部表示缓存。 还有一些为造表填表设置的变量。 主程序开始后，先以人工方式输入关键字，造 k表；再输入分界符等造p表。 主程序的工作部分设计成便于调试的循环结构。每个循环处理一个单词；接收键盘上 送来的一个单词；调用词法分析过程；输出每个单词的内部码。 ⑵词法分析过程考虑 将词法分析程序设计成独立一遍扫描源程序的结构。其流程图见图1-1。 图1-1 该过程取名为 lexical，它根据输入单词的第一个字符（有时还需读第二个字符），判断单词类，产生类号：以字符 k表示关键字；i表示标识符；c表示常数；p表示分界符；s表示运算符（编程时类号分别为 1，2，3，4，5）。 对于标识符和常数，需分别与标识符表和常数表中已登记的元素相比较，如表中已有 该元素，则记录其在表中的位置，如未出现过，将标识符按顺序填入数组id中，将常数 变为二进制形式存入数组中 ci中，并记录其在表中的位置。 lexical过程中嵌有两个小过程：一个名为getchar，其功能为从instring中按顺序取出一个字符，并将其指针pint加1；另一个名为error，当出现错误时，调用这个过程， 输出错误编号。 2.实践部分
编译原理实验报告
编译原理实验报告 姓名： 学号： 班级： 学院： 南昌大学信息工程学院计算机系 2014年6月
目录 实验一 (3) 实验二 (8) 实验三 (15)
实验1 词法分析程序的设计 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 一、实验目的 掌握计算机语言的词法分析程序的开发方法。 二、实验内容 编制一个能够分析三种整数、标识符、主要运算符和主要关键字的词法分析程序。 三、实验要求 1、根据以下的正规式，编制正规文法，画出状态图； 标识符<字母>(<字母>|<数字字符>)* 十进制整数0 |（1|2|3|4|5|6|7|8|9）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9）* 如有余力，则进一步分析八进制和十六进制整数，其正规式如下： 八进制整数0（1|2|3|4|5|6|7）（0|1|2|3|4|5|6|7）* 十六进制整数0x（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）（0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|a|b|c|d|e|f）* 运算符和界符+ - * / > < =<= >=( ) ；{ } 关键字main if then else while do int (可根据需要添加) 2、根据状态图，设计词法分析函数int scan( )，完成以下功能： 1）从文本文件中读入测试源代码，根据状态转换图，分析出一个单词， 2）以二元式形式输出单词<单词种类，单词属性> 其中单词种类用整数表示： 0：标识符 1：十进制整数 2：八进制整数 3：十六进制整数 运算符和界符，关键字采用一字一符，不编码 其中单词属性表示如下： 标识符，整数由于采用一类一符，属性用单词表示 运算符和界符，关键字采用一字一符，属性为空 3、编写测试程序，反复调用函数scan( )，输出单词种别和属性。 四、实验环境 PC微机 DOS操作系统或Windows 操作系统 Turbo C 程序集成环境或Visual C++ 程序集成环境
编译原理实验报告《LL(1)语法分析器构造》
《LL（1）分析器的构造》实验报告 一、实验名称 LL(1)分析器的构造 二、实验目的 设计、编制、调试一个LL(1)语法分析器，利用语法分析器对符号串的识别，加深对语法分析原理的理解。 三、实验内容和要求 设计并实现一个LL(1)语法分析器，实现对算术文法: G[E]:E->E+T|T T->T*F|F F->(E)|i 所定义的符号串进行识别，例如符号串i+i*i为文法所定义的句子，符号串ii+++*i+不是文法所定义的句子。 实验要求: 1、检测左递归，如果有则进行消除； 2、求解FIRST集和FOLLOW集； 3、构建LL(1)分析表； 4、构建LL分析程序，对于用户输入的句子，能够利用所构造的分析程序进行分析，并显示出分析过程。 四、主要仪器设备 硬件：微型计算机。 软件： Code blocks（也可以是其它集成开发环境）。 五、实验过程描述 1、程序主要框架 程序中编写了以下函数，各个函数实现的作用如下： void input_grammer(string *G);//输入文法G
//将文法G预处理得到产生式集合P，非终结符、终结符集合U、u， int eliminate_1(string *G,string *P,string U,string *GG);//消除文法G中所有直接左递归得到文法GG int* ifempty(string* P,string U,int k,int n);//判断各非终结符是否能推导为空 string* FIRST_X(string* P,string U,string u,int* empty,int k,int n)；求所有非终结符的FIRST集 string FIRST(string U,string u,string* first,string s)；//求符号串s=X1X2...Xn的FIRST集 string** create_table(string *P,string U,string u,int n,int t,int k,string* first)；//构造分析表 void analyse(string **table,string U,string u,int t,string s)；//分析符号串s 2、编写的源程序 #include 编译原理实验报告 班级 姓名： 学号： 自我评定： 实验一词法分析程序实现 一、实验目的与要求 通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。 二、实验内容 根据教学要求并结合学生自己的兴趣和具体情况，从具有代表性的高级程序设计语言的各类典型单词中，选取一个适当大小的子集。例如，可以完成无符号常数这一类典型单词的识别后，再完成一个尽可能兼顾到各种常数、关键字、标识符和各种运算符的扫描器的设计和实现。 输入：由符合或不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序。 输出：把单词的字符形式的表示翻译成编译器的内部表示，即确定单词串的输出形式。例如，所输出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式编码。对于变量和常数，CLASS字段为相应的类别码；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值或在其符号表中登记项的序号（要求在变量名表登记项中存放该标识符的字符串；常数表登记项中则存放该常数的二进制形式）。对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式；由于采用一词一类的编码方式，所以仅需在二元式的CLASS字段上放置相应的单词的类别码，VALUE字段则为“空”。另外，为便于查看由词法分析程序所输出的单词串，要求在CLASS字段上放置单词类别的助记符。 三、实现方法与环境 词法分析是编译程序的第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序。其一是根据对语言中各类单词的某种描述或定义（如BNF），用手工的方式（例如可用C语言）构造词法分析程序。一般地，可以根据文法或状态转换图构造相应的状态矩阵，该状态矩阵同控制程序便组成了编译器的词法分析程序；也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序的另外一种途径是所谓的词法分析程序的自动生成，即首先用正规式对语言中的各类单词符号进行词型描述，并分别指出在识别单词时，词法分析程序所应进行的语义处理工作，然后由一个所谓词法分析程序的构造程序对上述信息进行加工。如美国BELL实验室研制的LEX就是一个被广泛使用的词法分析程序的自动生成工具。 总的来说，开发一种新语言时，由于它的单词符号在不停地修改，采用LEX等工具生成的词法分析程序比较易于修改和维护。一旦一种语言确定了，则采用手工编写词法分析程序效率更高。 四、实验设计 1）题目1：试用手工编码方式构造识别以下给定单词的某一语言的词法分析程序。 语言中具有的单词包括五个有代表性的关键字begin、end、if、then、else；标识符；整型常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符。参考实现方法简述如下。 单词的分类：构造上述语言中的各类单词符号及其分类码表。 表I 语言中的各类单词符号及其分类码表 单词符号类别编码类别码的助记符单词值 编译原理实验报告 合肥工业大学计算机科学与技术 完成日期：2013.6.3 实验一词法分析设计 一、实验功能： 对输入的txt文件内的内容进行词法分析： 由文件流输入test.txt中的内容， 对文件中的各类字符进行词法分析 打印出分析后的结果； 二、程序结构描述：（源代码见附录） 1、利用Key[]进行构造并存储关键字表；利用optr[]进行构造并存储运算符表；利用separator[]进行构造并存储分界符表； 2、bool IsKey(string ss) {}判断是否是关键字函数若是关键字返回true,否则返回false; bool IsLetter(char c) {}判断当前字符是否字母，若是返回true,否则返回false; bool IsDigit(char c) {}判断当前字符是否是数字，若是返回true,否则返回false； bool IsOptr(string ss) {}判断当前字符是否是运算符，若是返回true，否则返回false； bool IsSeparator(string ss) {}判断当前字符是否是分界符，若是返回true，否则返回false； void analyse(ifstream &in) {}分析函数构造； 关系运算符通过switch来进行判断； 三、实验结果 实验总结： 词法分析的程序是自己亲手做的，在实现各个函数时花了不少功夫， 1、要考虑到什么时候该退一字符，否则将会导致字符漏读甚至造成字符重复读取。 2、在实现行数和列数打印时要考虑到row++和line++应该放在什么位置上才可以，如当读取一个\n时line要增加一，而row需要归0处理，在读取某一字符串或字符后row需要加一； 3、对于关系运算符用switch结构进行选择判断即可解决一个字符和两个字符的运算符之间的差异； 4、将自己学过的知识应用到实践中是件不怎么容易的事情，只有亲身尝试将知识转化成程序才能避免眼高手低，对于知识的理解也必将更加深刻。 学年第学期《编译原理》实验报告 学院（系）：计算机科学与工程学院 班级：11303070A 学号：11303070*** 姓名：无名氏 指导教师：保密式 时间：2016 年7 月 目录 1．实验目的 (1) 2．实验内容及要求 (1) 3．实验方案设计 (1) 3.1 编译系统原理介绍 (1) 3.1.1 编译程序介绍 (2) 3.1.2 对所写编译程序的源语言的描述 (2) 3.2 词法分析程序的设计 (3) 3.3 语法分析程序设计 (4) 3.4 语义分析和中间代码生成程序的设计 (4) 4. 结果及测试分析 (4) 4.1软件运行环境及限制 (4) 4.2测试数据说明 (5) 4.3运行结果及功能说明 (5) 5．总结及心得体会 (7) 1．实验目的 根据Sample语言或者自定义的某种语言，设计该语言的编译前端。包括词法分析，语法分析、语义分析及中间代码生成部分。 2．实验内容及要求 （1）词法分析器 输入源程序，输出对应的token表，符号表和词法错误信息。按规则拼单词，并转换成二元形式；滤掉空白符，跳过注释、换行符及一些无用的符号；进行行列计数，用于指出出错的行列号，并复制出错部分；列表打印源程序；发现并定位词法错误； （2）语法分析器 输入token串，通过语法分析，寻找其中的语法错误。要求能实现Sample 语言或自定义语言中几种最常见的、基本的语法单位的分析：算术表达式、布尔表达式、赋值语句、if语句、for语句、while语句、do while语句等。 （3）语义分析和中间代码生成 输入token串，进行语义分析，修改符号表，寻找其中的语义错误，并生 成中间代码。要求能实现Sample语言或自定义语言中几种最常见的、基本的语法单位的分析：算术表达式、布尔表达式、赋值语句、if语句、for语句、while 语句、do while语句等。 实验要求：功能相对完善，有输入、输出描述，有测试数据，并介绍不足。3．实验方案设计 3.1 编译系统原理介绍 编译器逐行扫描高级语言程序源程序，编译的过程如下： (1).词法分析 识别关键字、字面量、标识符(变量名、数据名)、运算符、注释行(给人看的，一般不处理)、特殊符号(续行、语句结束、数组)等六类符号，分别归类等待处理。 (2).语法分析 一个语句看作一串记号(Token)流，由语法分析器进行处理。按照语言的文法检查判定是否是合乎语法的句子。如果是合法句子就以内部格式保存，否则报错。直至检查完整个程序。 (3).语义分析 语义分析器对各句子的语法做检查：运算符两边类型是否相兼容；该做哪些类型转换(例如，实数向整数赋值要"取整")；控制转移是否到不该去的地方；是 编译原理实验报告 课程：编译原理 系别：计算机系 班级：11网络 姓名：王佳明 学号：110912049 教师：刘老师 实验小组：第二组 1 实验一熟悉C程序开发环境、进行简单程序的调试 实验目的： 1、初步了解vc++6.0环境； 2、熟悉掌握调试c程序的步骤： 实验内容： 1、输入下列程序，练习Turbo C 程序的编辑、编译、运行。 #include 实验二词法分析器 一、实验目的： 设计、编制、调试一个词法分析子程序－识别单词，加深对词法分析原理的理解。 二、实验要求： 1.对给定的程序通过词法分析器弄够识别一个个单词符号，并以二元式(单词种别码，单词符号的属性值)显示。而本程序则是通过对给定路径的文件的分析后以单词符号和文字提示显示。 2.本程序自行规定： (1)关键字"begin","end","if","then","else","while","write","read", "do", "call","const","char","until","procedure","repeat" (2)运算符："+","-","*","/","=" (3)界符："{","}","[","]",";",",",".","(",")",":" (4)其他标记如字符串，表示以字母开头的标识符。 (5)空格、回车、换行符跳过。 在屏幕上显示如下： ( 1 , 无符号整数) ( begin , 关键字) ( if , 关键字) ( +, 运算符) ( ；, 界符) ( a , 普通标识符) 三、使用环境： Windows下的visual c++6.0; 四、调试程序： 1.举例说明文件位置：f：、、11.txt目标程序如下： begin x:=9 if x>0 then x:=x+1; while a:=0 do 3 编译原理上机实验试题 一、实验目的 通过本实验使学生进一步熟悉和掌握程序设计语言的词法分析程序的设计原理及相关的设计技术， 如何针对确定的有限状态自动机进行编程序；熟悉和 掌握程序设计语言的语法分析程序的设计原理、熟悉 和掌握算符优先分析方法。 二、实验要求 本实验要求：①要求能熟练使用程序设计语言编程；②在上机之前要有详细的设计报告（预习报告）； ③要编写出完成相应任务的程序并在计算机上准确 地运行；④实验结束后要写出上机实验报告。 三、实验题目 针对下面文法G(S)： S→v = E E→E+E│E-E│E*E│E/E│（E）│v │i 其中，v为标识符，i为整型或实型数。要求完成 ①使用自动机技术实现一个词法分析程序； ②使用算符优先分析方法实现其语法分析程序，在 语法分析过程中同时完成常量表达式的计算。 1、题目（见“编译原理---实验题目.doc，“实验题目”中的第一项） 2、目的与要求（见“编译原理---实验题目.doc”） 3、设计原理： (1)单词分类：标识符，保留字，常数，运算符，分隔符等等 (2)单词类型编码 (3)自动机 4、程序流程框图 5、函数原型（参数，返回值） 6、关键代码（可打印，只打印关键代码） 7、调试： （1）调试过程中遇到的错误，如何改进的； （2）需要准备测试用例（至少3个，包含输入和输出）——（可打印） 8、思考： (1)你编写的程序有哪些要求是没有完成的，你觉得该采用什么方法去完成； (2)或者是你觉得程序有哪些地方可以进一步完善，简述你的完善方案。 1、题目（见“编译原理---实验题目.doc，“实验题目”中的第二项） 2、目的与要求（见“编译原理---实验题目.doc”） 3、设计原理：构造出算法优先关系表 4、程序流程框图 5、函数原型（参数，返回值） 6、关键代码（可打印，只打印关键代码） 7、调试： （1）调试过程中遇到的错误，如何改进的； （2）需要准备测试用例（至少3个，包含输入和输出）——（可打印） 8、思考： (1)你编写的程序有哪些要求是没有完成的，你觉得该采用什么方法去完成； (2)或者是你觉得程序有哪些地方可以进一步完善，简述你的完善方案。 实验一词法分析程序实现 一、实验目得与要求 通过编写与调试一个词法分析程序,掌握在对程序设计语言得源程序进行扫描得过程中,将字符流形式得源程序转化为一个由各类单词符号组成得流得词法分析方法 二、实验内容 基本实验题目：若某一程序设计语言中得单词包括五个关键字begｉｎ、end、if、then、elsｅ；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符与四个算术运算符，试构造能识别这些单词得词法分析程序（各类单词得分类码参见表Ｉ）。 表Ｉ语言中得各类单词符号及其分类码表 输入:由符合与不符合所规定得单词类别结构得各类单词组成得源程序文件。 输出：把所识别出得每一单词均按形如(CLASS，VＡLUE）得二元式形式输出,并将结果放到某个文件中。对于标识符与无符号常数，CＬASS字段为相应得类别码得助记符;V AL ＵＥ字段则就是该标识符、常数得具体值；对于关键字与运算符,采用一词一类得编码形式，仅需在二元式得CLASS字段上放置相应单词得类别码得助记符，V ALUE字段则为“空". 三、实现方法与环境 词法分析就是编译程序得第一个处理阶段，可以通过两种途径来构造词法分析程序.其一就是根据对语言中各类单词得某种描述或定义(如BＮF)，用手工得方式（例如可用Ｃ语言)构造词法分析程序。一般地,可以根据文法或状态转换图构造相应得状态矩阵,该状态矩阵连同控制程序一起便组成了编译器得词法分析程序;也可以根据文法或状态转换图直接编写词法分析程序。构造词法分析程序得另外一种途径就是所谓得词法分析程序得自动生成，即首先用正规式对语言中得各类单词符号进行词型描述,并分别指出在识别单词时,词法分析程 电子科技大学 实验报告 学生姓名：学号：指导教师： 实验地点：实验时间： 一、实验室名称：计算机学院软件工程实验室 二、实验项目名称：词法分析器的设计与实现 三、实验学时：4学时 四、实验原理 1.编译程序要求对高级语言编写的源程序进行分析和合成，生成目标程序。词法分析是对源程序进行的首次分析，实现词法分析的程序为词法分析程序。 2.词法分析的功能是从左到右逐个地扫描源程序字符串，按照词法规则识别出单词符号作为输出，对识别过程中发现的词法错误，输出相关信息。 3.状态转换图是有限有向图，是设计词法分析器的有效工具。 五、实验目的 通过设计词法分析器的实验，使同学们了解和掌握词法分析程序设计的原理及相应的程序设计方法，同时提高编程能力。 六、实验内容 实现求n！的极小语言的词法分析程序，返回二元式作为输出。 七、实验器材（设备、元器件） 1.操作系统：Windows XP 2.开发工具：VC6.0 3.普通PC即可 八、实验步骤 （1）启动VC6.0，创建空白工程项目。选择菜单中的“文件”->“新建”->“项目”，在弹出的对话框中，左边的“项目类型”框中，选择“Visual C++ 项目”，在右边框中，选择“空项目(.Net)”，在对话框下边，选择工程文件存放目录及输入名称，如Example1，单击“确定”。 （2）建立相应的单词符号与种别对照表； （3）根据状态转换图编写相应的处理函数； （4）完成词法分析器； （5）编译与调试以上程序； （6）生成相应的*.dyd文件，作为后面语法分析的输入文件。 九、实验数据及结果分析 可以对源程序进行词法分析，如果有错给出出错信息和所在行数，如果无错则生成二元式文件。 十、实验结论 本实验程序较好地完成了词法分析程序的设计与实现，能够对所给文法的程序进行词法分析，在没有词法错误的时候生成相应的二元式文件。该实验程序可一次性给出源程序中的词法错误。 十一、总结及心得体会 通过该实验，对词法分析程序的设计，以及运用C语言进行编程有了更深刻的理解，同时加深了自己对词法分析程序的原理的理解与掌握，提高了自己的动手能力。 十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议 程序设计合理，代码可进一步优化。 报告评分： 指导教师签字： 学生学号0120810680316 实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称《编译原理》 开课学院计算机科学与技术学院 指导老师姓名何九周 学生姓名刘洋 学生专业班级软件工程0803 2010 —2011 学年第二学期 实验课程名称：编译原理 实验项目名称单词的词法分析程序设计实验成绩实验者刘洋专业班级软件0803 组别 同组者实验日期 2011 年 5 月 17日 第一部分：实验分析与设计（可加页） 一、实验内容描述（问题域描述） 实验目的： 设计，编制并调试一个词法分析程序，加深对词法分析原理的理解。 实验要求： 在上机前应认真做好各种准备工作，熟悉机器的操作系统和语言的集成环境，独立完成算法编制和程序代码的编写；上机时应随带有关的高级语言教材或参考书；要学会程序调试与纠错；每次实验后要交实验报告。 实验题目： 对于给定的源程序（如C语言或Pascal等），要求从组成源程序的字符行中寻找出单词，并给出它们的种别和属性——输出二元组序列。以便提供给语法分析的时候使用。要求能识别所有的关键字，标志符等，并且能够对出先的一些词法规则的错误进行必要的处理。 二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或 者算法描述） 实验原理： 由于这是一个用高级语言编写一个词法分析器,使之能识别输入串,并把分析结果(单词符号,标识符,关键字等等)输出.输入源程序,输入单词符号,本词法分析器可以辨别关键字,标识符,常数,运算符号和某些界符,运用了文件读入来获取源程序代码,再对该源程序代码进行词法分析,这就是词法分析器的基本功能.当词法分析器调用预处理子程序处理出一串输入字符放进扫描缓冲区之后,分析器就从此缓冲区中逐一识别单词符号.当缓冲区里的字符串被处理完之后,它又调用预处理子程序来处理新串. 编写的时候，使用了文件的输入和输出，以便于词法分析的通用型，同时在文件输出时，并保存在输出文件output文件中。 从左到右扫描程序，通过初始化：1为关键字；2为标志符； 3为常数；4为运算符或界符。 三、主要仪器设备及耗材 计算机 《编译原理》实验报告软件131 陈万全132852 一、需求分析 通过对一个常用高级程序设计语言的简单语言子集编译系统中词法分析、语法分析、语义处理模块的设计、开发，掌握实际编译系统的核心结构、工作流程及其实现技术，获得分析、设计、实现编译程序等方面的实际操作能力，增强设计、编写和调试程序的能力。 通过开源编译器分析、编译过程可视化等扩展实验，促进学生增强复杂系统分析、设计和实现能力，鼓励学生创新意识和能力。 1、词法分析程序设计与实现 假定一种高级程序设计语言中的单词主要包括五个关键字begin、end、if、then、else；标识符；无符号常数；六种关系运算符；一个赋值符和四个算术运算符，试构造能识别这些单词的词法分析程序。 输入：由符合和不符合所规定的单词类别结构的各类单词组成的源程序文件。 输出：把所识别出的每一单词均按形如（CLASS，VALUE）的二元式形式输出，并将结果放到某个文件中。对于标识符和无符号常数，CLASS字段为相应的类别码的助记符；VALUE字段则是该标识符、常数的具体值；对于关键字和运算符，采用一词一类的编码形式，仅需在二元式的CLASS字段上放置相应单词的类别码的助记符，VALUE字段则为“空”。 2、语法分析程序设计与实现 选择对各种常见高级程序设计语言都较为通用的语法结构——算术表达式的 一个简化子集——作为分析对象，根据如下描述其语法结构的BNF定义G2[<算术表达式>]，任选一种学过的语法分析方法，针对运算对象为无符号常数和变量的四则运算，设计并实现一个语法分析程序。 G2[<算术表达式>]： <算术表达式>→<项> | <算术表达式>+<项> | <算术表达式>-<项> <项>→<因式>|<项>*<因式>|<项>/<因式> <因式>→<运算对象> | (<算术表达式>) 若将语法范畴<算术表达式>、<项>、<因式>和<运算对象>分别用E、T、F和i 代表，则G2可写成： G2[E]：E → T | E+T | E-T T → F | T*F | T/F F → i | (E) 输入：由实验一输出的单词串，例如：UCON，PL，UCON，MU，ID······输出：若输入源程序中的符号串是给定文法的句子，则输出“RIGHT”，并且给出每一步分析过程；若不是句子，即输入串有错误，则输出“ERROR”，并且显示分析至此所得的中间结果，如分析栈、符号栈中的信息等，以及必要的出错说明信息。 3、语义分析程序设计与实现 对文法G2[<算术表达式>]中的产生式添加语义处理子程序，完成运算对象是简单变量（标识符）和无符号数的四则运算的计值处理，将输入的四则运算转换为四元式形式的中间代码。 输入：包含测试用例（由标识符、无符号数和+、?、*、/、(、)构成的算术表达式）的源程序文件。 输出：将源程序转换为中间代码形式表示，并将中间代码序列输出到文件中。 若源程序中有错误，应指出错误信息 二、设计思路 1、词法分析程序设计与实现 1)单词分类 为了编程的实现。我们假定要编译的语言中，全部关键字都是保留字，程序员不得将它们作为源程序中的标识符；作了这些限制以后，就可以把关键字和标识符的识别统一进行处理。即每当开始识别一个单词时，若扫视到的第一个字符为字母，则把后续输入的字母或数字字符依次进行拼接，直至扫视到非字母、数字字符为止，以期获得一个尽可能长的字母数字字符串，然后以此字符串查所谓保留字表（此保留字表要事先造好），若查到此字符串，则取出相应的类别码；反之，则表明该字符串应为一标识符。 学生学号实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称编译原理 开课学院计算机科学与技术学院 指导老师姓名饶文碧 学生姓名 学生专业班级 —学年第学期 实验课程名称：编译原理 实验项目名称单词的词法分析实验成绩 实验者专业班级组别 同组者实验日期 第一部分：实验分析与设计（可加页） 一、实验内容描述（问题域描述） 完成对某一种常用高级语言（如Pascal、C语言、PL/0语言）的各类单词进行词法分析，即对源程序从左到右进行扫描，对组成源程序的字符串拼接成为单词；并把其转换成属性字输出。 实验要求： （1）选择常用高级程序设计语言（如 Pascal、C语言、PL/0语言）的源程序作为词法分析对象。 （2）根据教学要求和学生具体情况，从上列语言之一中选取它的一个适当大小的子集，可以选取一类典型单词，也可以尽可能使各种类型的单词都能兼顾到。其基本要求是：对源程序从左到右进行扫描，对组成源程序的字符串拼接成为单词，并把其转换成属性字输出。 二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或者算法描述） #include 《编译原理》实验报告 班级：计C104 姓名：李云霄 学号：108490 实验一词法分析程序实现 一、实验目的与要求 通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。 二、实验内容 选取无符号数的算术四则运算中的各类单词为识别对象，要求将其中的各个单词识别出来。 输入：由无符号数和+，－，*，/, ( , ) 构成的算术表达式，如1.5E+2－100。 输出：对识别出的每一单词均单行输出其类别码（无符号数的值暂不要求计算）。 三、实现方法与环境 1、首先设计识别各类单词的状态转换图。 描述无符号常数的确定、最小化状态转换图如图1所示。其中编号0，1，2，…，6代表非终结符号<无符号数>、<余留无符号数>、<十进小数>、<小数部分>、<指数部分>、<整指数>及<余留整指数>， 1，2和6为终态，分别代表整数、小数和科学计数的识别结束状态。 图1 文法G[<无符号数>]的状态转换图 其中编号0，1，2，…，6代表非终结符号<无符号数>、<余留无符号数>、<十进小数>、<小数部分>、<指数部分>、<整指数>及<余留整指数>， 1，2和6为终态，分别代表整数、小数和科学计数的识别结束状态。 在一个程序设计语言中，一般都含有若干类单词符号，为此可首先为每类单词建立一张状态转换图，然后将这些状态转换图合并成一张统一的状态图，即得到了一个有限自动机，再进行必要的确定化和状态数最小化处理，最后据此构造词法分析程序。 四则运算算术符号的识别很简单，直接在状态图的0状态分别引出相应标记的矢 实验一词法分析程序实现 一、实验目的与要求 通过编写和调试一个词法分析程序，掌握在对程序设计语言的源程序进行扫描的过程中，将字符形式的源程序流转化为一个由各类单词符号组成的流的词法分析方法。 二、实验内容 选取无符号数的算术四则运算中的各类单词为识别对象，要求将其中的各个单词识别出来。 输入：由无符号数和+，－，*，/, ( , ) 构成的算术表达式，如1.5E+2－100。 输出：对识别出的每一单词均单行输出其类别码（无符号数的值暂不要求计算）。 三、实现方法与环境 1、首先设计识别各类单词的状态转换图。 描述无符号常数的确定、最小化状态转换图如图1所示。其中编号0，1，2， (6) 表非终结符号<无符号数>、<余留无符号数>、<十进小数>、<小数部分>、<指数部分>、<整指数>及<余留整指数>，1，2和6为终态，分别代表整数、小数和科学计数的识别结束状态。 图1 文法G[<无符号数>]的状态转换图 其中编号0，1，2，…，6代表非终结符号<无符号数>、<余留无符号数>、<十进小数>、<小数部分>、<指数部分>、<整指数>及<余留整指数>，1，2和6为终态，分别代表整数、小数和科学计数的识别结束状态。 在一个程序设计语言中，一般都含有若干类单词符号，为此可首先为每类单词建立一张状态转换图，然后将这些状态转换图合并成一张统一的状态图，即得到了一个有限自动机，再进行必要的确定化和状态数最小化处理，最后据此构造词法分析程序。 四则运算算术符号的识别很简单，直接在状态图的0状态分别引出相应标记的矢线至一个新的终态即可。根据自己的习惯，也可以将其转换为状态矩阵形式。 2、词法分析程序编写 根据描述语言中各类单词的文法状态转换图或状态矩阵，利用某种语言（C语言或JA V A 语言）直接编写词法分析程序。 3、词法分析程序测试 用于测试扫描器的实例源文件中应有词法正确的，也应有错误的字符串，对于输入的测试用例的源程序文件，以对照的形式将扫描器的分析结果信息在输出文件中表示出来。四、参考资料 实现无符号数识别的参考方法：将设计的状态转换图直接转化为一张程序流程图，并在外层再增加一个以EOF为循环终止条件的while循环，即形成能连续识别各类单词的词法分析程序。 各类单词的编码建议如表1。 表1 单词的内部编码 实验一词法分析器的设计与实现 (1) 1）实验目的 (1) 2）实验内容 (1) 3）实验要求 (1) 4）实验原理 (1) 5）实验步骤 (1) 6）状态转化图及词法分析程序 (2) 7）测试 (7) 实验二语法分析器的设计与实现 (9) 1）实验目的 (9) 2）实验内容 (9) 3）实验要求 (9) 4）实验原理 (9) 5）实验步骤 (9) 6）语法分析程序 (10) 7）测试 (16) 编译原理实验报告 专业：计算机科学与技术 学生姓名： 学号： 48 完成时间：2020年11月25日 实验一词法分析器的设计与实现 1）实验目的 ①掌握正规式、状态转换图、C语言单词符号的划分及词法分析器的实现 ②掌握词法分析程序的作用和接口。 2）实验内容 设计及实现C语言程序的词法分析器。 3）实验要求 ①对任给的一个C语言源程序，能够虑掉空格、回车换行符、tab键及注释。 ②识别各类单词符号，如关键字、标识符、运算符、常数、界符，结果以二元式形式 输出。并构造符号表。 ③输出有词法错误的单词及所在行号。 4）实验原理 根据扫描到的单词符号的第一个字符的种类，分别转到相应的程序进行处理。这些程序的功能就是识别以相应字符开头的各类单词符号。 5）实验步骤 ①根据C语言各类单词的正规式，构造能识别各类单词的状态转换图。 ②根据状态转换图，构造识别各类单词的词法分析器。 6）状态转化图及词法分析程序 #include "" #include "" #include "" FILE *fp; int id; void main() { char cbuffer; char alphaprocess(char buffer); char digitprocess(char buffer); char otherprocess(char buffer); if ((fp=fopen("","r"))==NULL) /*以只读方式打开文件""，NULL在文件中已被定义为0*/ printf("error"); else { cbuffer=fgetc(fp); /*文件不为空则从文件中取字符*/ while (cbuffer!=EOF) /*EOF文件结束标志*/ { if(cbuffer==' '||cbuffer=='\n') /*掠过空格和回车符*/ { cbuffer=fgetc(fp); id=4; } 《编译原理》实验报告 班级： 学号： 姓名： 实验一词法扫描器设计 一实验目的 通过设计调试词法分析程序，实现从源程序中分出各种单词的方法；加深对课堂教学的理解；提高词法分析方法的实践能力。 二实验内容 设计一个简单的类C语言的词法扫描器。 三实验要求 （一）程序设计要求 （1）根据附录给定的文法，从输入的类C语言源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即关键字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类；文 法见最后附录。 （2）提供源程序输入界面； （3）词法分析后可查看符号表和TOKEN串表； （4）保存符号表和TOKEN串表（如：文本文件）； （5）遇到错误时可显示提示信息，然后跳过错误部分继续进行分析。 （二）实验报告撰写要求 （1）系统功能（包括各个子功能模块的功能说明）； （2）开发平台（操作系统、设计语言）； （3）设计方案； 1）主数据流图； 2）主要子程序的流程框图（若有必要）； 3）模块结构图； 4）主要数据结构：符号表、TOKEN串表等。 （4）具体设计过程（包括主控程序、各个功能模块的具体实现）。 1.系统功能： 根据附录给定的文法，从输入的类C语言源程序中，识别出各个具有独立意义的单词，即关键字、标识符、常数、运算符、分隔符五大类。然后输出本源程序的符号表显示在dos界面和存放在文本文件中。本程序以如下源程序（语法分析的例子）示范： 源程序; int a; int b; int c; a=2; b=1; if （a>b） c=a+b; else c=a-b; 子功能模块有： 关键字处理过程；字母的处理过程；数字的处理过程；整个词法分析处理过程;运算符处理过程以及主程序。 2.开发平台（操作系统、设计语言）； Windows 7，Microsoft Visual C++ 6.0 3.设计方案： （1）主流程图：编译原理实验报告
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编 译 原 理 实 验 报 告
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