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第5期计算机教育

962025年5月10日ComputerEducation

文章编号：1672-5913(2025)05-0096-04中图分类号：G642

以系统能力培养为导向的并行编译优化课程

教学改革

方建滨，沈 洁，陈振邦，王 挺，黄 春

（国防科技大学计算机学院，湖南长沙410073）

摘 要：针对当前编译原理/技术类课程教学存在的不足，提出以系统能力培养为导向进行并行编译

优化课程的教学改革，从课程内容、实训项目和多元化评价体系阐述具体改革手段，旨在培养学生的

并行计算思维、系统创新能力和动手实践能力，以适应未来技术发展的需求。

关键词：并行编译优化；教学改革；系统能力培养；实训项目驱动

0 引 言优化才能充分发挥其计算潜能。这对并行编译软

件开发和人才培养提出了更高的要求，不仅要求

现代多核处理器技术的发展给编译器在内的学生掌握扎实的并行程序设计、编译原理等理论

计算机系统软件创新带来了巨大挑战[1]。处理器基础，还需要具备将这些理论应用于并行编译器

体系结构、多级并行形式与并行编译优化如图1开发实践的能力，成为计算机科学教育中的重要

所示，编译器需要充分挖掘用户程序并行，实施组成部分。面对这些新技术的不断涌现和发展，

针对现代处理器体系结构多级并行（指令级并行、传统编译类课程教学模式已难以满足人才培养的

向量级并行、线程级并行和进程级并行）的特定需求，因此，并行编译优化课程改革势在必行。

图1 处理器体系结构、多级并行形式与并行编译优化

1 存在问题分析多数仍停留在编译前端的构建，缺乏对并行编

译、优化等新技术的介绍和讨论[2]。此外，一些

（1）编译课程内容更新滞后且与实践脱节。编译原理课程过于侧重于理论知识的传授，而缺

随着多核处理器技术的快速发展，并行编译技术乏将理论知识与实际编译器的开发和应用充分结

也在不断进步，但部分课程内容未能及时更新，合[2-3]。一些课程设计缺乏系统性，没有形成完

基金项目：湖南省普通本科高校教学改革研究项目“突出软件理解与优化能力培养的基础软件课程群建设”

（202401000248）；湖南省研究生精品示范课程项目“高级编译技术”（湘教通[2024]18号）；国防科技大学研究

生精品课程培育项目“高级编译技术”（校发[2023]162号）。

第一作者简介：方建滨，男，副教授，研究方向为并行编译器理论与系统，j.fang@nudt.edu.cn。

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整的知识体系，不利于学生构建和培养扎实的理能力等，从而使其更好地适应未来技术发展的

论基础和实践技能[3]。需求。

（2）编译类课程实践教学不足且与业界实际

需求不一致。编译类课程门槛高且实践难度大已2 并行编译优化课程改革

成为共识。如果教学过程中仍然采用“填鸭式”

教学方式，缺乏互动和讨论，不利于激发学生的2.1 兼顾理论与实践的课程内容重构

学习热情和创新思维[3]。特别地，编译类课程实并行编辑优化课程主要讲授并行编译器设

践环节薄弱，学生缺少足够的动手实践机会；课计、实现和优化的关键技术。课程内容设计如图

程所设