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第5期计算机教育

2025年5月10日ComputerEducation9

文章编号：1672-5913(2025)05-0009-06中图分类号：G642

依托实践教学云平台的计算机系统与处理器芯片

拔尖人才培养

张 科1，2

（1.中国科学院计算技术研究所，北京100190；

2.中国科学院大学计算机科学与技术学院，北京100049）

摘 要：针对新时代对计算机系统与处理器芯片方向拔尖人才的迫切需求，在“101计划”的引领与指

导下，提出以培养学生计算机系统能力为出发点，统筹理论课教室、研讨课实验室与虚拟教研室教学

资源，依托科研团队自研面向计算机系统教学的“思沃”实践云平台，介绍使用云上敏捷开发流程服

务计算机系统与处理器芯片的实践教学，说明教学效果，为加快我国计算机领域拔尖人才的培养提供

一条可能路径。

关键词：计算机系统能力；芯片人才；实践平台；虚拟教研；FPGA；101计划

1 背景与相关工作中，一线教师通过多种多样的技术手段开展此类

实践实验活动，例如软件模拟器、分离元器件

当今世界，互联网、云计算、人工智能、大电路板、FPGA（FieldProgrammableGateArray，

语言模型等新兴数字化信息技术深刻改变着人类可编程门阵列芯片）板卡等。自2016年开始，中

的生产、生活、学习乃至思维方式，开辟了巨大国科学院大学（以下简称国科大）计算机组成原

的发展前景。日新月异的科技进步带来了对新型理课程教学团队联合中国科学院计算技术研究所

创新人才的迫切需求，而人才的成长又离不开长科研团队，利用异构FPGA与云计算等数字化新

期的教育培养。党的二十大报告提出：“教育、科兴技术手段构建实验实践教学云环境，将实验环

技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础境中的FPGA硬件设施云化，支撑学生在线开展

性、战略性支撑”“全面提高人才自主培养质量，CPU的微架构设计、逻辑代码综合与FPGA部

着力造就拔尖创新人才”[1]。作为数字化信息技

署评测，并在教育部“101计划”的引领与指导

术的基石，计算机系统与处理器芯片的重要性不

下，统筹“计算机系统与处理器芯片课程虚拟教

言而喻。

研室”教学资源，探索建立系统与芯片拔尖人才

近年来，为培养计算机系统与芯片方向人

培养机制。

才，国内各高校以提升学生计算机系统能力[2-6]

为抓手、以设计简易处理器（CPU）与计算机系2 学情分析

统为目标，开展了一系列计算机系统能力培养实

验与实践教学活动[7-10]。在计算机组成原理、计国科大计算机组成原理课程每学期约有100

算机系统结构、计算机系统导论等专业课程教学名选课学生。在开课之初面向学生发放匿名问

基金项目：中国科学院战略性先导科技专项“RISC-V敏捷设计与跨层优化”（XDA0320300，XDA0320000）；

教育部虚拟教研室建设试点项目“计算机系统与处理器芯片课程虚拟教研室”；中国科学院大学“拔尖创新人才

培养工程—计算机系统与处理器芯片课程虚拟教研室建设”项目。

作者简介：张科，男，正高级工程师，研究方向为计算机系统结构、异构加速计算