CPU和操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的核心，也是我國信息技術中的薄弱部分。與此相關的《數(shù)字邏輯》、《計算機組成原理》、《計算機體系結構》、《操作系統(tǒng)》等課程是計算機、軟件工程等專業(yè)的重要基礎課程。雖然中國計算機專業(yè)課程體系完善、課程內(nèi)容成熟，但在高素質(zhì)計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)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(fā)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(yè)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(tǒng)能力培養(yǎng)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(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)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(nèi)容涵蓋了計算機體系結構、操作系統(tǒng)、網(wǎng)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(diào)度、虛擬化等。它包含了一個程序員為開發(fā)高性能應用而必須知道的關于系統(tǒng)內(nèi)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(tǒng)的必修基礎課CS 61C，涉及的內(nèi)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(xù)課程是EECS 150，是數(shù)字系統(tǒng)設計課程，它要求學生完成能夠?qū)崿F(xiàn)大多數(shù)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(tǒng)能力培養(yǎng)的螺旋式上升。

　　卡內(nèi)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(nèi)容和實驗內(nèi)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(zhuǎn)換為機器代碼的過程，深刻理解底層機器的系統(tǒng)結構，包括指令格式、數(shù)據(jù)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(diào)試程序的能力，并為后續(xù)的體系結構、編譯技術、操作系統(tǒng)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(tǒng)入門課程表。

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