龍芯將兩款CPU核開源 助計算機教育從“用”向“造”突破

　　CPU和操作系統是計算機系統的核心，也是我國信息技術中的薄弱部分。與此相關的《數字邏輯》、《計算機組成原理》、《計算機體系結構》、《操作系統》等課程是計算機、軟件工程等專業的重要基礎課程。雖然中國計算機專業課程體系完善、課程內容成熟，但在高素質計算機專業人才的培養方面還存在一些普遍性問題，并直接導致我國計算機領域的教育更多的還是教學生如何“用”計算機而不是“造”計算機，并直接引發一系列問題。相比之下，西方的計算機教育體系則更加科學合理。

　　10月21日，在2016中國計算機大會期間，由教育部高等學校計算機類專業教學指導委員會和中國計算機學會教育專委會主辦的“面向計算機系統能力培養的龍芯CPU高校開源計劃”正式啟動，龍芯將GS132和GS232兩款CPU核向高校和學術界開源，中國科學院大學為首的一批高校開展教育改革試點，則不失為突破人才困境和技術困境的有益嘗試。

　　美國名校計算機教育情況

　　南京大學計算機科學與技術系袁春風教授的文章《計算機專業系統能力培養的探索與實踐(一)》中介紹了美國四所知名高校計算機教育的情況，筆者總結歸納如下：

　　麻省理工學院電氣工程與計算機科學系的教材《Principles ofComputer System Design： An Introduction》內容涵蓋了計算機體系結構、操作系統、網絡等多門課程中的重要概念，包括計算范式、并行、跨層通信、資源分配與調度、虛擬化等。它包含了一個程序員為開發高性能應用而必須知道的關于系統內部的所有關鍵概念和知識。

　　加州大學伯克利分校有一門計算機系統的必修基礎課CS 61C，涉及的內容包括C語言編程、匯編程序設計、流水線CPU等硬件邏輯電路設計、Cache模擬和多核多線程編程等。CS 61C的后續課程是EECS 150，是數字系統設計課程，它要求學生完成能夠實現大多數常用指令的五級流水線MIPS CPU，這類課程非常鍛煉學生的實踐能力，通過動手實踐完成系統能力培養的螺旋式上升。

　　卡內基梅隆大學的計算機科學學院與斯坦福大學計算機科學系的教學內容和實驗內容也大同小異，都是通過一組精心設計的C語言編程實驗，使學生能夠更好地了解高級語言程序轉換為機器代碼的過程，深刻理解底層機器的系統結構，包括指令格式、數據表示、寄存器組織、Cache結構、虛存空間的映射等，提高編制高效程序和調試程序的能力，并為后續的體系結構、編譯技術、操作系統等課程打下良好的基礎。

　　以下為美國上述四所學校計算機系統入門課程表。

　　從美國四校相關課程的教學內容以及設計的實驗內容來看，充分說明了四所學校非常注重學生的系統能力培養，通過專門的一門課程把計算機系統的各個層次串起來，為學生完整地、全面地認識計算機系統打下了良好的基礎。