龍芯將兩款CPU核開源 助計算機教育從“用”向“造”突破

　　中國計算機課程缺乏系統(tǒng)性和深度

　　中國計算機專業(yè)各課程大多獨立設計和實施，各門課程獨立規(guī)劃、知識冗余及銜接脫節(jié)。計算機專業(yè)課程具有很強的系統(tǒng)性，難以分隔，若要真正掌握知識，就必須把所有知識點融匯貫通。

　　袁春風教授在其文章中提到，在國內絕大多數(shù)高校開設的課程中，很難找到可以與上述四所美國學校相提并論的有足夠份量的關于計算機系統(tǒng)的入門課程……國內絕大多數(shù)高?；旧蟽H是硬件概述，既不會與高級語言編程建立關聯(lián)，也沒有講清楚CPU與操作系統(tǒng)的關系，對于與編譯相關的知識也甚少提及，在硬件設計方面也遠遠沒有達到加州大學伯克利分校CS 61C課程的深度。

　　某種程度上，目前國內高校計算機系統(tǒng)概論、計算機系統(tǒng)入門或導論之類的課程，內容廣而不深，什么都講一點，什么都講不透。而且在現(xiàn)今的教學體系中，前后課程知識不能有效整合與銜接，課程間知識的重復比較嚴重，這些因素使得學生難以系統(tǒng)地理解課程知識體系。

　　此外，國內大多數(shù)學校的教學課程基本上還是沿用傳統(tǒng)的教學理念，沒能與時俱進，不像美國那樣，可以讓學生真正了解如何用硬件描述語言通過FPGA來設計現(xiàn)代計算機硬件系統(tǒng)。因此，中國的計算機組成原理課程相對于與美國的計算機系統(tǒng)教育課程而言，在系統(tǒng)性、廣度和深度又都相差很遠。

　　缺乏具有工程規(guī)模的系統(tǒng)實踐

　　在《面向高校系統(tǒng)能力培養(yǎng)的龍芯CPU開源計劃》中提到，在現(xiàn)今的教學體系中，更多的是原理性、分析式教學方法，缺乏工程性、綜合式教學方法。課程教學往往突出原理性知識的傳授，注重是什么，有什么，教學方式趨于死記硬背，計算機體系結構的諸多概念，對于學生教學而言仍然停留在概念階段。由于計算機系統(tǒng)設計相當復雜，涉及底層的軟硬件基礎架構，加上往往沒有講授一套有效的工程性構建方法，學生雖然知道基本概念，卻通常無法進行實踐，基本不具備動手能力。

　　另外，傳統(tǒng)實驗教學中通常不會涉及較大的工程工作量，而是若干規(guī)模相對較小的簡單實驗，比如做一些簡單的CPU指令設計，但卻沒有能力和配套充足的實驗平臺去進行一個全系統(tǒng)的學習實踐。在缺乏足夠的工程工作量的情況下，使得復雜系統(tǒng)中存在的較為深刻的問題難以暴露，并導致學生雖然經(jīng)過了訓練，但卻因訓練強度不足，不能對系統(tǒng)有較為深刻的認識，無法接觸到現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結構中的很多經(jīng)典概念，也就無法完成具有工程規(guī)模的系統(tǒng)級開發(fā)。

　　相比之下，美國麻省理工學院、加州大學伯克利分校等四所學校在計算機系統(tǒng)入門課程后面都開設了關于數(shù)字系統(tǒng)設計的課程，課程內容基本上涵蓋了國內數(shù)字邏輯電路和組成原理兩門課的所有內容，基本上都要求學生用EDA方式設計相對完整流水線的CPU。

　　缺乏具有工程規(guī)模的系統(tǒng)實踐的直接結果就是國內缺乏擁有設計高性能CPU核的能力的人才，國內絕大多數(shù)IC設計公司還是處于購買國外的CPU核開發(fā)SOC的階段。目前為止，僅有申威—某所、龍芯—計算所、飛騰—國防科大擁有自主設計的高性能CPU核。華為購買了ARM v8指令集授權后，計劃開發(fā)用于服務器的CPU，除高薪聘請歐美人才外，在國內開出百萬年薪從國防科大招賢，計算所的畢業(yè)生更是被打包式招攬。而宏芯在與IBM合作后，也從計算所拉走了一個團隊，并曾高薪從龍芯挖人……這些現(xiàn)象一方面說明上述三家單位在技術上獲得了業(yè)界普遍認可，同時，這也表明僅有少數(shù)大學和科研院所具備培養(yǎng)計算機專業(yè)高素質人才的能力。