基于RISC-V架构的计算机系统能力培养机制探索.pdf

第1期计算机教育

722020年1月10日ComputerEducation

G642

文章编号：1672-5913(2020)01-0072-05中图分类号：

基于RISC-V架构的计算机系统能力培养机制探索

张 军，项东升，张其林，王 普

（湖北文理学院计算机工程学院，湖北襄阳411053）

摘要：针对当前计算机专业教学与实验无法提供知识点实现细节，教学与实验平台缺少贯穿性，已

有实验平台对教师工程能力要求较高等问题，给出系统能力培养的思路，通过分析基于开源代码的教

学与实验平台，提出基于RISC-V的系统能力培养机制，从教学方式、实验方式等方面介绍基于开源

项目的教学与实验改革，最后说明基于开源项目的教学与实验平台的优势。

关键词：系统能力培养；RISC-V开源项目；蜂鸟E200；FreeRTOS；LLVM

养方面存在一些问题[3]

0引言，不能满足新经济发展的

需求。首先，传统的基于“示意图+例题”的知

新一代信息技术的发展驱动着新产品、新产识点讲授方法和以验证为目的实验平台无法提供

业和新模式迅猛发展。新一代计算机技术是当前知识点的实现细节，不利于学生对知识点的理解

信息技术创新的主流，包括以下特征[1]

：①云计和应用；其次，由于各门课程的教学与实验平台

算、大数据、人工智能、物联网等新技术带来新缺乏延续性，缺少贯穿各门课程的综合性实验平

的知识体系和技术内容，支撑新产品与新产业的台，不利于学生工程实践能力与创新能力培养，

不断出现和发展；②计算机技术与其他学科深度学用脱节[4]

；最后，清华大学等高校的系统能力

交叉融合，持续促进产品创新与模式改革。为了培养实验平台在地方高校的应用存在困难。这些

适应这些特征，计算机类人才必须了解不同系统实验平台对教师的工程能力要求较高，且不能作

平台的底层结构，能够从系统层面综合设计，通为教师的科研平台，地方高校教师在教学与科研

过软硬件协同设计实现最优的系统方案，这对计的双重压力下，没有提高自身工程能力、充分发

算机类专业人才的系统能力提出很高要求。挥实验平台作用的积极性。

通过系统能力培养，计算机类学生深入理

解并掌握计算机系统的工作机制和原理，理解计1系统能力培养的思路

算机系统硬件与软件层次结构和相互关联（如处

理器架构、操作系统及高级语言程序之间的逻辑当前教学通常基于“示意图+例题”讲解知

层次和相互联系），并能够进行软硬件协同设计，识点。一方面因为看不到知识点的具体实现，学

能够设计与开发满足新时代需求的计算机系统。生掌握了知识点的工作原理后不能灵活使用所

这就要求计算机类学生既有完备的计算机系统知学内容；另一方面，教学中的知识点相互独立，

识，又有解决复杂工程问题的实践能力，强化和学生不了解各知识点在计算机系统中的位置及

提升学生的