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浙江大学实验报告：一阶RC电路的瞬态响应过程实验研究
三墩职业技术学院实验报告 课程名称：电子电路设计实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 一阶RC 电路的瞬态响应过程实验研究 实验类型：探究类同组学生姓名：__ 一、实验目的 二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……） 四、主要仪器设备 五、实验步骤与过程 六、实验调试、实验数据记录 七、实验结果和分析处理 八、讨论、心得 一、实验目的 1、熟悉一阶RC 电路的零状态响应、零输入响应过程。 2、研究一阶RC 电路在零输入、阶跃激励情况下，响应的基本规律和特点。 3、学习用示波器观察分析RC 电路的响应。 4、从响应曲线中求RC 电路的时间常数。 二、实验理论基础 1、一阶RC 电路的零输入响应（放电过程） 零输入响应： 电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应，即电路初始状态不为零，输入为零所引起的电路响应。 （实际上是电容器C 的初始电压经电阻R 放电过程。） 在图1中，先让开关K 合于位置a ，使电容C 的初始电压值0)0(U u c =-，再将开关K 转到位置b 。 电容器开始放电，放电方程是 图1 ) 0(0≥=+t dt du RC u C C
可以得出电容器上的电压和电流随时间变化的规律： 式中τ=RC 为时间常数，其物理意义 是衰减到1/e （36.8%）)0(u c 所需要的时间，反映了电路过渡过程的快慢程度。τ图2 图2 2电路的零状态响应（充电过程） 所谓零状态响应是指初始状态为零，而输入不为零所产生的电路响应。RC 关K 可以得出电压和电流随时间变化的规律： 式中τ=RC 为时间常数，其物理意义是由初始值上升至稳态值与初始值差值的63.2%处所需要的时间。同样可以从响应曲线中求出τ，如图3。 ) 0()0()(0≥-=-=- - - t e R U R e u t i t RC t C C τ ) (u t C ) 0()0()(0≥==- --t e U e u t u t RC t C C τ ()(0) t t S S RC C U U i t e e t R R τ--==≥()11(0) t t RC C S S u t U e U e t τ --????=-=-≥ ? ? ????
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题目来源：福州大学acm网站 代码：fpcdq 一、入门 熟悉ACM竞赛规则以及程序提交注意事项 例题： Problem 1000 A+B Problem Time Limit: 1000 mSec Memory Limit : 32768 KB Problem Description Calculate a + b. Input The input will consist of a series of pairs of integers a and b,separated by a space, one pair of integers per line. Output For each pair of input integers a and b you should output the sum of a and b in one line,and with one line of output for each line in input. Sample Input 1 5 2 3 Sample Output 6 5
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浙江大学本科实验报告规范(暂行)
关于印发《浙江大学本科实验报告规范（暂行）》的通知 各学院： 现将《浙江大学本科实验报告规范（暂行）》印发给你们，请遵照执行。 教务处 二OO六年十一月十 六日 浙江大学本科实验报告规范（暂行） 实验报告是学生实验研究结果的文字记录和总结，是培养学生动手能力、写作能力、分析能力等综合能力的重要手段。为进一步提高本科实验教学质量，规范我校本科实验报告的格式、评阅、收集及保管等方面的工作，特制定本规范。 一、实验报告的管理规范 （一）对学生的基本要求 1．按照实验课程教学计划的要求，原则上每个实验项目提 交一份实验报告。 2．按照规定的时间和要求，完成实验报告并交实验教师批改。 3．实验报告第一页用学校统一的实验报告纸书写（可用A4纸下载打印学校统一规定的实验报告格式），附页可用A4纸书写，要求字迹工整，实验数据必须真实、有效，曲线要画在座标纸上，线路图要整齐、清楚（不得徒手画）。电子版的实验报告也要统一
采用学校规定的实验报告格式。 （二）对实验教师的要求 1．实验报告批改要有签名，打分，原则上要求有评语。 2．对学生完成的实验报告数量和质量要作书面记录，每个实验项目的实验报告成绩登记在实验报告成绩登记表（见附件1）中，并按一定比例（独立设课的实验报告一般为10-15%），作为平时成绩的一部分计入实验课总评成绩内。每学期装订成册时附在封面后第一页。 3．对迟交实验报告的学生要酌情扣分，对缺交和抄袭实验报告的学生应及时批评教育，并对该次实验报告的分数以零分处理。对单独设课的实验课程，如学生抄袭或缺交实验报告达该课程全学期实验报告总次数三分之一以上，不得同意其参加本课程的考核。 4．实验教师每学期负责对拟存档的学生实验报告按课程、学生收齐并装订成册（装订顺序由实验教师自行决定）。装订线在左侧，第一页加订实验报告封皮（封皮按学生装订见附件2，按课程装订见附件3）。实验报告可根据课程性质提交电子版，但需要有教师的批改记录，并将电子版汇总后刻录在一张光盘上，加上封面。 （三）对管理部门的要求 1．课程结束后，由各学院负责本科教学管理的科室负责督促收齐各门实验课程的实验报告。 2．由各学院确定具体实验室负责保管相应实验课程的实验报告。 3．教务处负责组织人员对实验报告进行不定期抽
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ACM模板 [ 王克纯 2020年9月21日
最大子串 int maxSum(int * a,int n) { int sum = a[0],b = 0; for(int i=0;i 课程名称：材料科学与工程基础实验指导老师：李雷成绩：__________________ 实验名称：介电材料电学性能实验类型：同组学生姓名：13组 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1、了解低损耗介电材料在微波通讯技术中的应用； 2、了解介质谐振法的测试原理； 3、掌握利用介质谐振法测试低损耗材料微波介电性能的技术。 二、实验原理 微波指频率介于300MHz和300GHz之间的电磁波，在通讯领域有着非常广泛的应用。而微波介质材料指适用于微波频段的低损耗（通常在10-3数量级以下）、温度稳定型电介质材料（通常为陶瓷材料），被广泛应用于微波介质谐振器、振荡器、滤波器、双工器、微波电容器及微波基板等，是移动通讯、卫星通讯、全球卫星定位系统（GPS）、蓝牙技术以及无线局域网（WLAN）等现代微波通讯技术的关键材料之一。 对于工作于较低频率下的介电材料，一般用介电常数?r、介电损耗tanδ及介电性能的温度依赖性表征其介电性能。而对工作于微波频段的损耗介质材料，相对应的三个基本参数及其要求则为：合适的介电常数?r、高Qf值及近零谐振频率温度系数τf。其中。当微波介质材料作为谐振单元使用时，应具有较高的介电常数，以 满足器件小型化的需要；而当其作为微波基板使用时，由于微波在基板中传播的速 度,为了减小微波电路中的延迟，介质材料应具有尽可能低的介电常数?r。Qf值定义为品质因子Q（介电损耗tanδ的倒数）与频率的f的乘积，单位为GHz。高Qf值对应微波介质材料作为谐振单元使用时的良好频率选择性及作为微波基板使用时的低信号衰减。一般认为，低损耗材料在微波频段的Qf值为不随频率变化的常数。低损耗微波介质材料作为谐振单元使用时，其谐振频率f 通常随温度线性变化，故用谐振频率温度系数τf表征其温度稳定性，定义为,单位为ppm/, 其中T 2和T 1 表示两个测试温度。本实验课中只涉及介电常数?r及Qf值的测试。 在测试频率较低、试样尺寸远小于电磁波波长时（如1MHz以下），可以把片状 介质材料两端面镀上金属电极、构成平板电容器，直接用LCR仪或阻抗分析仪测试其介电性能。但当频率升至微波频段时，试样尺寸已可与电磁波波长相比拟，以上方法不再适用。 对于低损耗介质材料，其微波介电性能需用网络分析仪及介质谐振法进行测试。网络分析仪通常有两个端口，均可发射和接受微波信号，其测试参数为S参数，定义为接收与发射信号电压的比值，为模在0-1间的复数。S参数常用对数形式表示，定义为20loge∣S∣，取值在-∞ ~0之间，单位为dB。由S参数的定义知：两端口网络分析仪中共有四个S参数：S11，S21，S12，S22，其中第一、二个下标分别表示接收及发射端口。圆柱形金属空腔即为最简单的微波谐振器，其谐振频率f 及品质因子Qu由空腔的尺寸及金属内壁的表面电导率决定。用低损耗介质材料部分填充 金属腔，即构成介质谐振器，其谐振频率f 及品质因子Qu由试样的尺寸、介电性能（?r、Qf值）及金属腔的性质（尺寸及表面电导率）共同决定。因此，通过测试介 质谐振器谢振峰的性质（谐振频率f 及品质因子Qu），即可通过数值方法求解出待测试样的?r及Qf值。 三、测试步骤 1）将试样尺寸及估计的介电常数输入至程序，计算介质谐振器大致的谐振频率范围。 2）在估计的频率范围内找到谐振峰（对应于S21）参数的最大值。 3）将谐振频率处的S21参数调至-40dB以下，记录谐振频率f 及3dB带宽△f。 浙江大学理学类研究生学术规范 （试行） 第一章总则 第一条为弘扬求是创新精神，营造严谨踏实的优良学风，维护学术道德，规范学术行为，严明学术纪律，根据《中华人民共和国著作权法》、《中华人民共和国专利法》、《中华人民共和国民法通则》、《中华人民共和国学位条例》等国家法律，教育部《关于加强学术道德建设的若干意见》、《中华人民共和国教育部第21号令》、《浙江大学学术道德行为规范》、《浙江大学学位授予工作细则》、《浙江大学学生违纪处分暂行规定》等精神，结合浙江大学研究生教育的实际情况，特制定《浙江大学理学类研究生学术规范（试行）》（以下简称本规范）。 第二条本规范适用于具有浙江大学理学类正式学籍的全日制研究生、专业学位研究生、同等学力申请学位的研究生和已经取得学位人员在校期间的学术失范行为的处理。 第三条对研究生涉嫌学术失范行为的处理，应当坚持程序正当、证据充分、依据明确、定性准确、处理恰当的方针；应当坚持公平、公正原则，坚持教育与处理相结合的原则，坚持研究生申诉权的保障原则。 第二章学术道德规范 第四条浙江大学研究生在进行学术活动时，必须严格遵守以下学术道德规范： 1．坚持诚实守信，注重学术创新，倡导团队协作。 2．尊重他人研究成果，不抄袭、剽窃他人的研究成果。 3．不捏造、篡改自己或他人的研究成果、实验数据。 4．严格遵守实验室规章制度及实验操作规程。 5．合作成果中对本人完成的部分负责；不在未参加实际研究的成果中署名；做到不一稿多投。 6．不故意夸大研究成果的学术价值、经济或社会效益。 7．在浙江大学学习期间完成的研究成果归属浙江大学。 8．遵守国家有关保密的法律、法规或学校有关保密的规定。 9．在报考、报奖时确保学术经历、学术成果、专家鉴定、证书及其他学术能力证明材料的真实性。 10、遵守学术界公认的其他学术道德规范。 11、遵守人文学科、社科学科、理学学科、工学学科、农学学科、医学学科制定的学术规范细则。 第五条浙江大学研究生在进行学术活动时，不得有下列违反学术道德规范的行为： 1．抄袭、剽窃他人的研究成果。 2．捏造、篡改自己或他人的研究成果、实验数据或引用的资料。 3．填报、提供虚假的学术经历、学术成果；伪造、变造专家鉴定意见、证书或其他学术能力的材料。 4．重复发表自己的研究成果。 5．在学位论文或公开发表的作品中，不加注明使用他人（包括指导教师、授课教师）的成果，未经学校允许，无偿使用浙江大学成果或将其变为非浙江大学的成果。 6．违反国家有关保密的法律、法规或学校有关保密的规定，将应保密的学术事项对外泄漏。 7．未经导师或项目负责人许可，将集体研究成果私自发表或故意藏匿、隐瞒重要科研成果或科学发现。 8．故意夸大研究成果的科技含量、经济价值和社会影响，且已造成不良后 1111111杭电： 1000 A + B Problem (4) 1001 Sum Problem (5) 1002 A + B Problem II (6) 1005 Number Sequence (8) 1008 Elevator (9) 1009 FatMouse' Trade (11) 1021 Fibonacci Again (13) 1089 A+B for Input-Output Practice (I) (14) 1090 A+B for Input-Output Practice (II) (15) 1091 A+B for Input-Output Practice (III) (16) 1092 A+B for Input-Output Practice (IV) (17) 1093 A+B for Input-Output Practice (V) (18) 1094 A+B for Input-Output Practice (VI) (20) 1095 A+B for Input-Output Practice (VII) (21) 1096 A+B for Input-Output Practice (VIII) (22) 1176 免费馅饼 (23) 1204 糖果大战 (25) 1213 How Many Tables (26) 2000 ASCII码排序 (32) 2001 计算两点间的距离 (34) 2002 计算球体积 (35) 2003 求绝对值 (36) 2004 成绩转换 (37) 2005 第几天？ (38) 2006 求奇数的乘积 (40) 2007 平方和与立方和 (41) 2008 数值统计 (42) 2009 求数列的和 (43) 2010 水仙花数 (44) 2011 多项式求和 (46) 2012 素数判定 (47) 2014 青年歌手大奖赛_评委会打分 (49) 2015 偶数求和 (50) 2016 数据的交换输出 (52) 2017 字符串统计 (54) 2019 数列有序! (55) 2020 绝对值排序 (56) 2021 发工资咯：） (58) 2033 人见人爱A+B (59) 2037 今年暑假不AC (61) 2039 三角形 (63) 2040 亲和数 (64) 1、KMP 算法 /* * next[]的含义：x[i-next[i]...i-1]=x[0...next[i]-1] * next[i]为满足x[i-z...i-1]=x[0...z-1]的最大z值（就是x的自身匹配） */ void kmp_pre(char x[],int m,int next[]) { int i,j; j=next[0]=-1; i=0; while(i 三墩职业技术学院实验报告课程名称：电子电路设计实验指导老师：成绩：__________________ 实验名称：一阶RC电路的瞬态响应过程实验研究实验类型：探究类同组学生姓名：__ 一、实验目的二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、 3.3完整的实验电路……） 六、实验调试、实验数据记录七、实验结果和分析处理 八、讨论、心得 一、实验目的 1、熟悉一阶RC电路的零状态响应、零输入响应过程。 2、研究一阶RC电路在零输入、阶跃激励情况下，响应的基本规律和特点。 3、学习用示波器观察分析RC电路的响应。 4、从响应曲线中求RC电路的时间常数。 二、实验理论基础 1、一阶RC电路的零输入响应（放电过程） 零输入响应： 电路在无激励情况下，由储能元件的初始状态引起的响应，即电路初始状态不为零，输入为零所引起的电路响应。 （实际 上是 电容器C 的 初始电压经电阻R 放电过程。） 在图1中，先让开关K 合于位置a ，使电容C 的初始电压值0)0(U u c =-，再将开关K 转到位置b 。 电容器开始放电，放电方程是 可以得出电容器上的电压和电流随时间变化的规律： 衰减到1/e （36.8%）)0(u c 所需要的 式中τ=RC 为时间常数，其物理意义是 时间，反映了电路过渡过程的快慢程度。τ越大，暂态响应所持续的时间越长，即过渡过程的时间越长；反之，τ越小，过渡过程的时间越短。时间常数可以通过相 应的衰减曲线来反应，如图2。由于经过5τ时间后，已经衰减到初态的1%以 下，可以认为经过5τ时间，电容已经放电完毕。 图2 2、一阶RC 电路的零状态响应（充电过程） 所谓零状态响应是指初始状态为零，而输入不为零所产生的电路响应。一阶RC 电路在阶跃信号激励下的零状态响应实际上就是直流电源经电阻R 向C 充电的过程。在图1所示的一阶电路中，先让开关K 合于位置b ，当t = 0时，将开关K 转到位置a 。 电容器开始充电，充电方程为 图1 ) 0(0≥=+t dt du RC u C C ) 0()0()(0≥- =- =---t e R U R e u t i t RC t C C τ ) (u t C )0()0()(0≥==- - -t e U e u t u t RC t C C τ )(u t C 装 订 16秋浙大《建筑施工技术》在线作业 浙江大学17春16秋浙大《建筑施工技术》在线作业 一、单选题（共20 道试题，共40 分。） 1. 预应力混凝土按施加预应力大小的程度分为（） A. 先张法和后张法预应力混凝土 B. 机械张拉和电热张拉预应力混凝土 C. 有黏结和无黏结预应力混凝土 D. 全预应力和部分预应力混凝土 正确答案： 2. 高级抹灰由（）构成。 A. 一层底层、一层中层 B. 一层底层、数层中层 C. 一层底层、一层中层和一层面层 D. 一层底层、数层中层和一层面层 正确答案： 3. 钢筋混凝土预制桩应在混凝土强度达到设计强度等级的（）时方 可起吊，达到（）时才能运输和打桩 A. 40% 70% B. 50% 80% C. 60% 90% D. 70% 100% 正确答案： 4. 土方工程施工前应做好调查研究，并根据本地区的工程及水文地质情况以及气候、环境等特点（）组织施工。 A. 制定合理的施工方案 B. 签定劳动合同 C. 作好施工准备 D. 提出开工报告 正确答案： 5. 丙烯酸酯屋面浅色隔热防水涂料使用前必须采用电动搅拌机充分搅拌均匀，施工时环境温度必须高于（），涂料贮存时间不得超过一年。 A. 3℃ B. 4℃ C. 5℃ D. 6℃ 正确答案： 6. 用于场地清理、场地平整，开挖深度不大的基坑以及回填作业的 机械宜选用（） A. 推土机 B. 正铲挖土机 C. 反铲挖土机 D. 抓铲挖土机 正确答案： 7. 碾压机开机速度一般不应超过平碾（）km/h,羊足碾（）km/h A. 2、3 B. 3、4 C. 4、5 D. 5、6 正确答案： 8. 换土回填时，必须将透水性较小的土层置于透水性较大的土层（）. A. 之上 B. 之下 C. 之中混合 正确答案： 9. 塔式起重机按起重能力分类分为（） A. 行走式和自升式塔式起重机 B. 起重臂变幅式和起重小车变幅式塔式起重机 C. 塔顶回转式和塔身回转式塔式起重机 D. 轻型、中型和重型塔式起重机 三墩职业技术学院实验报告 课程名称：电子电路设计实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称：集成运算放大器应用电路研究 实验类型：设计 同组学生：__________ 一、实验目的 二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……）四、主要仪器设备 五、实验步骤与过程 六、实验调试、实验数据记录 七、实验结果和分析处理 八、讨论、心得 一、实验目的 1、研究由集成运放构成的比例、加法、减法等基本运算电路的组成与功能，加深对集成运放线性应用电路结构和性能特点的理解，掌握其设计方法。 2、研究放大电路增益带宽积与单位增益带宽的关系。 3、了解运算放大器构成的基本运算电路在实际应用时的局限性和应考虑的问题。 二、实验任务与要求 总体要求： （1）实验电路的选择和外围元件参数的确定要有依据和计算过程。 （2）运放电源电压 ±（12~15）V 。 （3）原始数据记录要详尽。 1、反相放大器的设计研究 （1）设计一反相放大电路，要求10||,10=Ω=v i A k R 。 （2）安装该电路，加1kHz 正弦信号，研究输入、输出信号的幅度、相位关系。 2、设计并安装一个算术运算电路，要现：)5.0(21i i o V V V +-= 1i V 用直流、2i V 用正弦信号在合适的幅度和频率围，进行验证并记录波形及参数。 3、增益带宽积研究 在合适的幅度和1kHz的频率下，测出输出信号的峰峰值，然后逐渐加大频率，直至输出信号峰峰值变为原来的0.707倍，测下此时的电压。比较不同的反馈电阻（即不同增益）对上限截止频率的影响。 三、实验方案设计与实验参数计算 1、理论基础 （1）集成运放 高电压增益、高输入电阻、低输出电阻、直接耦合的多级放大集成电路。 在运放输出端与输入端之间接不同的反馈网络，可实现不同用途的电路：信号放大、信号运算、信号处理（滤波、调制）、波形产生和变换等。 在分析或设计集成运放构成的电路时，通常可认为运放是“理想的”： 输入阻抗Ri =∞开环差模电压增益Avd =∞ 输出阻抗Ro =0 共模抑制比CMRR =∞ 带宽BW =∞失调、温漂等均为零 （2）理想运放在线性应用时的两个重要特性 “虚短”：即运放的两个输入端的电位“无限”接近，就像短路一样，但不是真正的短路；“虚断”：即运放的两个输入端的偏置电流趋于0，就像断路一样，但不是真正的断路。（3）增益带宽 运放可工作在零频率（即直流），因此其带宽BW就等于其截止频率fH。增益越高，带宽越窄，增益带宽积Av·BW=常数。当电压增益等于1时，对应的带宽称为单位增益带宽。运放增益给定时，其最高工作频率受到增益带宽积的限制，应用时要特别注意。这一点对晶 浙江大学（三墩职业学院）格式论文要求 （附浙江大学论文封面）课程论文格式字体要求 1．页面设置：页边距上2.8cm，下2.5cm，左3.0cm（装订线0.5cm），右2.5cm。(不加页眉页脚) 2．题目：中文，三号黑体加粗居中；英文，三号Time New Roman字体, 加粗居中(置于参考文献后)。3．姓名，专业班级，学号（宋体，5号，居中）。 和摘要之间空一行（小四号）。 4．摘要和关键词： （1）中文摘要和关键词（行间距单倍） 摘要（黑体五号加粗，左起空两格）： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（五号楷体） 关键词（黑体五号加粗，左起空两格）：XXXX，XXXXX，XXXXX，XXXX（五号楷体） （2）英文摘要和关键词（行间距单倍）(置于参考文献后。参考文献与英文摘要之间空一行，小四号) Abstract（Time New Roman字体，五号，加粗，顶格）：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX（Time New Roman 字体，五号） Keywords（Time New Roman字体，五号，加粗，顶格）： XXXX，XXXXX，XXXXX，XXXX（Time New Roman 字体，五号） 5．正文层次格式（关键词和正文之间空一行，小四号） 1.（一级小标题：四号黑体加粗） 正文左起空两格，使用小四号宋体（行间距1.5倍） 1.1XXXX （二级小标题：小四号宋体加粗，行间距1.5倍） 正文左起空两格，使用小四号宋体（行间距1.5倍） 第三级小标题与第二级小标题相同 6．致谢（正文和致谢之间空一行，小四号，可不写） 致谢（居中，黑体，加粗，小四号） ************************************************************************************（中文小四号宋体，英文小四号Time New Roman字体，行间距单倍，首行缩进2个字符） 7．参考文献（致谢和参考文献之间空一行，小四号）： 参考文献（居中，黑体，加粗，小四号） [1]*****************（中文五号宋体，英文五号Time New Roman字体，行间距单倍） 参考文献格式设置： 期刊：[序号]作者.题名[J].期刊名称,出版年份,卷号(期号):起止页码. 书籍：[序号]著者.书名[M].版次.出版地:出版社,出版年份:起止页码. 论文集：[序号]著者.题名[C].编者.论文集名.出版地. 学位论文：[序号]作者.题名[D].保存地:保存单位,年份. 专利文献：[序号]专利所有者.专利题名[P].专利国别:专利号,发布日期. 国家、国际标准：[序号]标准代号,标准名称[S].出版地:出版者,出版年份. 电子文献：[序号]作者.电子文献题名[EB/OL].电子文献的出版或可获得地址,发表或更新日期/引用日期(任选) ACM Word Template for SIG Site 1st Author 1st author's affiliation 1st line of address 2nd line of address Telephone number, incl. country code 1st author's E-mail address 2nd Author 2nd author's affiliation 1st line of address 2nd line of address Telephone number, incl. country code 2nd E-mail 3rd Author 3rd author's affiliation 1st line of address 2nd line of address Telephone number, incl. country code 3rd E-mail ABSTRACT A s network speed continues to grow, new challenges of network processing is emerging. In this paper we first studied the progress of network processing from a hardware perspective and showed that I/O and memory systems become the main bottlenecks of performance promotion. Basing on the analysis, we get the conclusion that conventional solutions for reducing I/O and memory accessing latencies are insufficient for addressing the problems. Motivated by the studies, we proposed an improved DCA combined with INIC solution which has creations in optimized architectures, innovative I/O data transferring schemes and improved cache policies. Experimental results show that our solution reduces 52.3% and 14.3% cycles on average for receiving and transmitting respectively. Also I/O and memory traffics are significantly decreased. Moreover, an investigation to the behaviors of I/O and cache systems for network processing is performed. And some conclusions about the DCA method are also presented. Keywords Keywords are your own designated keywords. 1.INTRODUCTION Recently, many researchers found that I/O system becomes the bottleneck of network performance promotion in modern computer systems [1][2][3]. Aim to support computing intensive applications, conventional I/O system has obvious disadvantages for fast network processing in which bulk data transfer is performed. The lack of locality support and high latency are the two main problems for conventional I/O system, which have been wildly discussed before [2][4]. To overcome the limitations, an effective solution called Direct Cache Access (DCA) is suggested by INTEL [1]. It delivers network packages from Network Interface Card (NIC) into cache instead of memory, to reduce the data accessing latency. Although the solution is promising, it is proved that DCA is insufficient to reduce the accessing latency and memory traffic due to many limitations [3][5]. Another effective solution to solve the problem is Integrated Network Interface Card (INIC), which is used in many academic and industrial processor designs [6][7]. INIC is introduced to reduce the heavy burden for I/O registers access in Network Drivers and interruption handling. But recent report [8] shows that the benefit of INIC is insignificant for the state of the art 10GbE network system. In this paper, we focus on the high efficient I/O system design for network processing in general-purpose-processor (GPP). Basing on the analysis of existing methods, we proposed an improved DCA combined with INIC solution to reduce the I/O related data transfer latency. The key contributions of this paper are as follows: ?Review the network processing progress from a hardware perspective and point out that I/O and related last level memory systems have became the obstacle for performance promotion. ?Propose an improved DCA combined with INIC solution for I/O subsystem design to address the inefficient problem of a conventional I/O system. ?Give a framework of the improved I/O system architecture and evaluate the proposed solution with micro-benchmarks. ?Investigate I/O and Cache behaviors in the network processing progress basing on the proposed I/O system. The paper is organized as follows. In Section 2, we present the background and motivation. In Section 3, we describe the improved DCA combined INIC solution and give a framework of the proposed I/O system implementation. In Section 4, firstly we give the experiment environment and methods, and then analyze the experiment results. In Section 5, we show some related works. Finally, in Section 6, we carefully discuss our solutions with many existing technologies, and then draw some conclusions. 2.Background and Motivation In this section, firstly we revise the progress of network processing and the main network performance improvement bottlenecks nowadays. Then from the perspective of computer architecture, a deep analysis of network system is given. Also the motivation of this paper is presented. 2.1Network processing review Figure 1 illustrates the progress of network processing. Packages from physical line are sampled by Network Interface Card (NIC). NIC performs the address filtering and stream control operations, then send the frames to the socket buffer and notifies #include浙江大学实验报告模板
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