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“龙架构”计算机核心课程——计算机体系结构基础(胡伟武老师)

龙芯中科
教师

龙芯中科

类别

CPU

最后更新

2025-04-11

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关于课程

本课程由龙芯中科专家团队设计,系统讲解基于龙架构(LoongArch)的计算机体系结构核心原理与实践。内容涵盖计算机组成、指令系统设计、指令流水线优化、运算器实现、性能分析及实验开发全流程。通过理论结合实践的教学模式,学员将掌握龙架构的软硬件协同机制,理解高性能计算系统的底层逻辑,并通过实验掌握在LA32/LA64平台与Linux环境下的开发与调试技能。课程旨在为计算机科学、嵌入式开发及相关领域从业者提供从基础到进阶的完整知识体系,助力学员在国产化计算领域深入探索。

你会学到什么?

  • 理解龙架构体系结构的核心设计理念,包括指令集特性、软硬件协同机制及性能优化策略。
  • 掌握计算机组成原理,包括处理器、存储器、I/O系统的协作逻辑与设计方法。
  • 分析与设计指令流水线,优化多周期指令执行效率,解决流水线冲突与冒险问题。
  • 应用运算器设计原理,实现算术逻辑单元(ALU)与浮点运算模块的逻辑架构。
  • 使用性能评价工具,评估系统吞吐率、延迟等关键指标,提出优化方案。
  • 通过实验项目,在LA32/LA64平台与Linux环境下完成指令模拟、流水线调试及性能调优的实战操作。

特色亮点

  • 国产化技术深度解析:聚焦龙架构(LoongArch)这一自主指令集,填补国产CPU体系结构学习资源的空白。
  • 理论与实践结合:通过3个实验项目(总计15小时+),学员可直接操作龙芯平台,完成指令模拟、流水线调试等实战任务。
  • 行业前沿案例驱动:结合龙芯中科实际产品场景,解析高性能计算、低功耗设计等关键技术挑战与解决方案。
  • 跨平台兼容性教学:实验环境基于LA32/LA64与Linux系统,兼顾架构适配性与开发普适性。
  • 专家级答疑支持:由龙芯资深工程师提供在线互动答疑,解决复杂问题与技术疑难点。

技能要求

  • 基础要求:具备计算机组成原理、C语言或汇编语言基础,对操作系统(如Linux)有一定了解。
  • 适用范围:
  • 初级学员:需先掌握计算机基础理论,课程提供从零开始的体系结构入门路径。
  • 中级开发者:可快速应用实验模块提升实战能力,强化对国产架构的开发适配技能。
  • 高级研究者:可通过性能分析与优化内容,深入探索龙架构的前沿技术方向。
  • 无硬性专业门槛:课程采用阶梯式教学设计,兼顾不同背景学员的学习节奏与目标。

受众群体

  • 计算机科学与技术、电子工程相关专业学生,希望深入理解国产CPU架构与底层原理。
  • 嵌入式系统开发工程师,需掌握龙架构软硬件协同开发能力。
  • 对国产计算技术感兴趣的开发者,计划从事龙芯生态相关技术研发或优化工作。
  • IT行业技术爱好者,希望拓展对自主指令集架构(ISA)的认知与实践技能。
  • 版权声明:本课程版权归属龙芯中科技术股份有限公司,内容仅供学习使用,未经许可不得用于商业用途。

课程大纲

“龙架构”计算机核心课程——计算机体系结构基础(胡伟武老师)

  • 第1讲:引言
    02:58:47
  • 第2讲:计算机组成原理和结构
    03:26:58
  • 第3讲:指令系统及软硬件协同
    03:19:14
  • 第4讲:指令流水线
    02:52:51
  • 第5讲:运算器设计
    02:34:18
  • 第6讲:性能分析和评价
    03:25:32
  • 第7讲:实验一
    04:33:11
  • 第8讲:实验二
    04:49:24
  • 第9讲:实验三
    06:16:29
  • 计算机系统导论——基于LA32/LA64+Linux平台
    02:14:33

讲师简介

龙芯中科
龙芯中科
0 Rating 12 课程 0 学生

龙芯中科面向国家信息化建设需求,面向国际信息技术前沿,以创新发展主题、以产业发展为主线、以体系建设为目标,坚持自主创新,全面掌握CPU指令系统、处理器IP核、操作系统等计算机核心技术,打造自主开放的软硬件生态和信息产业体系,国家战略需求提供自主、安全、可靠的处理器,为信息产业的创新发展提供高性能、低成本的处理器和基础软硬件解决方案。2001年,中国科学院计算技术研究所开始研制龙芯处理器,得到了中科院知识创新工程、863、973、核高基等项目大力支持,完成了十年的技术积累。2010年,在中国科学院和北京市政府共同牵头出资支持下,龙芯开始市场化运作,对龙芯处理器研发成果进行产业化。

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课程包含:
讲座 10
技能 所有级别
证书 Yes
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