炮轰现行的计算机组成原理教材

姜咏江

前一段时间曾参加过国产CPU的的研讨会，各计算机CPU设计公司都认为，我们的计算机专业高等教育，培养的人才不适应计算机核心技术的创新发展，所学的计算机原理专业知识似是而非。因而包括计算机专业博士研究生在内，缺乏对计算机核心CPU的设计能力。

众所周知，计算机处理器CPU是计算机的心脏。CPU的设计是包括指令系统在内的计算机整体设计。实际上既包括硬件设计，又包括软件设计。因而，能够设计计算机CPU的人必须是计算机原理的精通全才。要解决我国计算机设计人才奇缺的状况，要在计算机核心技术与方法领域超越美国，不像中兴那样被人掐住脖子，就必须有效地培养真正有能力，能够独立设计包括CPU在内的计算机专业人才。

为此事，我专门跑到王府井新华书店，实际考察了现在流行的计算机原理教材，或者叫计算机组成原理的大学计算机专业教材。说实话，包括从美国引进的教材在内，都是不系统完备的，特别是在机器计算的设计原理部分，简直就是一笔七拼八凑的糊涂账。

例如，引进的2017年3月翻译出版【英】艾伦.克莱门茨所著《计算机组成原理》（机械工业出版社），仍然胡诌八扯地解释什么“原码、补码、移码、有符号数、符号位、-0 、+0…”等糊涂的问题。国内包括唐朔飞、白中英等人的《面向21世纪课程教材•普通高等教育"十一五"国家级规划教材:计算机组成原理》在内，都是这样一笔糊涂账。

不客气地说，这些著作人很可能没有自己通盘设计过计算机系统，即使有人设计过CPU，用这种理论在运算器的设计上也是蹩脚的。在计算机的硬件设计中，数值的表示只需要一种无符号的二进制“限位数”，根本就不需要他们所说的各种码制！计算机硬件组成的二进制数，认为是有符号数还是无符号数，是整数还是小数，这一切都是软件的工作，而不是计算机硬件组成的问题。

对计算机内部硬件数值计算的认识是否正确，是识别你是否真正具有包括CPU在内的计算机系统设计能力的试金石。要想使我国的计算机专业大学教育，成为具有世界先进专业水平的教育，赶紧认真系统地编写出一套适合战略发展，能够独立完成从无到有，完整设计出计算机系统的高端人才的教材，不然那种“先进”的愿望不可能实现。

能够培养出自己设计独特架构的计算机人才，才是像样的大学计算机专业。像现在这样的大学计算机专业，无论是清华、北大，还是哈工大，都只能叫“计算机软件专业”而已。计算机专业应该像汽车设计制造专业一样，让学员能够从无到有，自己设计出完整计算机系统。

到了编写出能够设计制造计算机系统的系列教材的时候了（其实国内这已经有人做到了，只是需要教育部门能够认识到）。国外给你的东西不见得都对。在我们自己有能力独立完成这个计算机高科技内容的条件下，再紧跟国外的“愚蠢的理论”，我们岂不是太傻？

建议设立计算机原理与设计一门课程，编写这门课程的教材，可以将汇编程序设计、编译原理、输入输出设计、设备驱动程序设计、操作系统设计原理等课程内容一网打尽，什么总线结构不总线结构，设备接口等，设计当中必然清楚。这样会呈现给学生的是一部完整实在的计算机设计理论和方法。这样做，不但可以将现在零碎的计算机教学内容进行整合，减少不必要的课时和不必学内容，更重要的是能使学生毕业后更有后劲，在计算机设计与制造领域能创造性地发挥自己的才能。

现在设计制作教学计算机的手段与方法十分成熟了，有计算机辅助设计软件EDA和方便实现的FPGA器件，个人设计制作计算机的问题，已经不是任何问题。

改改我国的无效的计算机专业教材吧。计算机原理的教师们，自己从无到有设计一台哪怕是最简单的计算机系统（不要用人家的开源代码），那才会自己感到真实，无愧于通晓计算机原理课程教师的称号。

2018/5/24