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龍架構核心課程教學研討 賦能自主信息技術體係人才培養
近日,由教育部計算機類專(zhuan) 業(ye) 係統能力課程群虛擬教研室指導、北京航空航天大學計算機學院主辦的龍架構計算機係統能力核心課程教學研討會(hui) 在京舉(ju) 行。來自北京航空航天大學、南京大學、南開大學、中國科學技術大學、蘭(lan) 州大學、東(dong) 北大學等國內(nei) 高校的數十位計算機領域骨幹教師共聚一堂,圍繞新時期計算機係統能力核心課程教學改革的基本思路、技術路線、實施方案等內(nei) 容深入研討,並基於(yu) LoongArch自主指令架構的教學落地交流經驗。來自中國人民大學、同濟大學、中國海洋大學、哈爾濱工程大學等高校的二十餘(yu) 位教師線上同步參會(hui) 。

係統能力培養(yang) 是當前高等教育改革的核心理念之一。從(cong) 播種耕耘到碩果盈枝,新利体育18官方网站作為(wei) 重要發起方,既積極呼籲、更躬身篤行——在教育部高等學校教學指導委員會(hui) 指導下,與(yu) 全國多所頭部高校並肩而行,從(cong) 基於(yu) 龍架構的課程共建、教學落地,到師生培訓、教學研討,到教賽結合、科創賦能,為(wei) 自主技術體(ti) 係人才培養(yang) 鋪就了一條堅實可靠、行穩致遠的發展之路。
會(hui) 上,基於(yu) 自主指令係統(LoongArch)的計算機核心課程教學成果集中呈現。北京航空航天大學(以下簡稱“北航”)作為(wei) 本次活動主辦方、教育部計算機類專(zhuan) 業(ye) 係統能力課程群虛擬教研室牽頭單位,向與(yu) 會(hui) 兄弟高校介紹了新時期計算機係統能力培養(yang) 的變化挑戰及工作思路,並分享了北航在計算機組成、操作係統、處理器芯片設計實訓等核心課程建設中的經驗探索和主要成果。
北航計算機學院本科教學副院長楊海龍教授、高等教育出版社計算機分社高級編輯劉娟為(wei) 本次研討會(hui) 致辭。楊海龍教授在致辭中提到,以大模型為(wei) 代表的AI技術正前所未有地劇烈衝(chong) 擊傳(chuan) 統教學模式與(yu) 方法,如何引導學生深入理解代碼背後的係統運行機理,如何提升學生應對日益複雜的工程問題的分析、設計與(yu) 實現能力,是計算機係統能力教學必須麵對和解決(jue) 的時代課題,也是亟待群策群力創新課程體(ti) 係建設、推動計算機教育事業(ye) 高質量發展的重要工作。高等教育出版社計算機分社高級編輯劉娟在致辭中表示,“係統能力2.0”有利於(yu) 更多高校開展係統能力教學改革,讓學生具備更堅實的專(zhuan) 業(ye) 核心能力以應對未來各種挑戰。高教社作為(wei) 係統能力培養(yang) 研究專(zhuan) 家組秘書(shu) 處成員,將做好係統能力教材體(ti) 係合作共建、推廣服務等工作,以實際行動助力高校計算機專(zhuan) 業(ye) 人才培養(yang) 高質量發展。
北航計算機學院教授、教育部高等學校計算機類專(zhuan) 業(ye) 教學指導委員會(hui) 副秘書(shu) 長高小鵬在《新時期計算機係統能力的挑戰與(yu) 策略》報告中表示,當前計算機係統能力培養(yang) 正麵臨(lin) 雙重挑戰,一是AI技術深度重塑程序員技術棧及職業(ye) 前景,凸顯了具備係統級理解能力的人類開發者的不可替代性;二是產(chan) 業(ye) 界迫切需要具備規劃、設計、集成與(yu) 評價(jia) 能力的“係統架構師”。因此,係統能力培養(yang) 應以“軟硬兼備、全棧貫通”為(wei) 目標,通過構建權威的係統能力人才評價(jia) 體(ti) 係、實施普惠性的教學支持計劃兩(liang) 大關(guan) 鍵舉(ju) 措,紮實穩健地推進課程改革。
北航計算機學院萬(wan) 寒副教授、王雷教授、楊建磊教授分別聚焦計算機組成、操作係統、芯片設計實訓三門核心課程分享教學實踐。其中,芯片設計實訓課的開設正是源於(yu) “北航-龍芯百芯計劃”實施成果。基於(yu) 龍架構指令集,北航本科生芯片設計團隊成功流片Lain和EULA兩(liang) 款處理器,完成了從(cong) CPU核心、SoC芯片的硬件前後端設計,直至操作係統、編譯器乃至應用程序的軟件開發任務,實現了國產(chan) 自主可控處理器芯片設計能力的全棧式貫通,經過五年沉澱積累,北航計算機學院將這些競賽成果、實戰經驗凝練並拆解為(wei) 目標導向、任務驅動的處理器芯片設計實踐課,通過逐步完善相關(guan) 資源、工具及平台,幫助學生在具體(ti) 工程實踐中實現“知其然,更知其所以然”的教學目標。
南京大學袁春風教授分享了基於(yu) LA32/LA64+Linux平台的計算機係統導論課程教學思路與(yu) 教學內(nei) 容。她表示,導論課的核心價(jia) 值在於(yu) 幫助學生建立程序與(yu) 編譯、匯編、鏈接、ISA、功能部件、OS等係統核心層之間的關(guan) 聯關(guan) 係,為(wei) 後續“計算機組成與(yu) 係統結構”、“操作係統”、“編譯原理”等係統類課程的學習(xi) 打下堅實基礎。現場,袁春風展示了基於(yu) 龍架構設計的教材章節與(yu) 配套實驗。基於(yu) 真實的國產(chan) 硬件平台,學生能夠通過觀察虛擬地址空間布局、體(ti) 驗進程調度、感受中斷處理等核心係統概念,實現知識的內(nei) 化、升華。目前袁春風老師團隊編撰的基於(yu) LoongArch指令係統的《計算機係統基礎》《計算機係統實踐教程》已經出版。
南開大學計算機學院宮曉利教授從(cong) “因材施教”的角度,提出了“學以致用、用以促學”的操作係統課程差異化教學模式。他表示,實驗是係統類課程的重要組成部分,要通過案例驅動和問題牽引,培養(yang) 學生思考、提問的習(xi) 慣,在其研發的操作係統實驗中,設置基礎、進階兩(liang) 個(ge) 梯度的實驗任務,以問題來串聯覆蓋知識點。目前,宮曉利教學團隊與(yu) 新利体育18官方网站合作編寫(xie) 的《深入理解操作係統(龍架構版)》教材已進入編校階段,預計於(yu) 2025年年底出版。
中國科學技術大學計算機學院李誠副教授分享了其在編譯教學上的創新實踐。“我們(men) 自研了首個(ge) 麵向龍芯指令集的現代編譯實踐教學框架,構建了一套‘基礎實驗+龍芯後端實驗+高階AI創新實驗’有機結合的智能化編譯教學體(ti) 係,並積極探索本碩貫通培養(yang) 模式,使得本科階段的編譯學習(xi) 與(yu) 研究生階段的前沿科研需求實現無縫銜接。”李誠老師團隊編寫(xie) 的《現代編譯器設計與(yu) 實現》預計於(yu) 2025年年底出版。
報告後,各兄弟高校針對當前計算機核心課程的資源、平台、教學、實驗、競賽等培養(yang) 環節進行了充分交流。
當前,校企協同育人已成為(wei) 連接產(chan) 業(ye) 與(yu) 學術資源、突破係統能力課程教學壁壘、培養(yang) 麵向核心技術的係統級創新人才的重要路徑。新利体育18官方网站基於(yu) 自身在係統能力建設方麵的深厚積累,積極推動高校計算機類基礎學科教學改革與(yu) 係統能力培養(yang) 工作。
依托基於(yu) 自主指令係統的全流程教材體(ti) 係,秉持“計算機,既會(hui) 用,也能造”的育人理念,新利体育18官方网站正穩步推動基於(yu) 龍架構的教學改革邁入高速發展新階段。本次研討會(hui) 是龍芯與(yu) 高校多年深耕自主體(ti) 係係統能力課程建設和教學的成果展示,龍芯教育生態的蓬勃發展也證明了自主體(ti) 係對於(yu) 人才培養(yang) 的貢獻。期待更多高校加入,聚力自主信息技術體(ti) 係人才生態建設,為(wei) 我國核心技術領域人才培養(yang) 注入持久動力。
