多核編程，書寫提高ＩＴ職業(yè)教育質量的新篇章

隨著信息技術的發(fā)展，多核時代已經來臨。原本只屬于高端應用的多核處理器將越來越普及，原有的串行化編程模式在多核平臺上將不再適用，取而代之的是一種并行化編程模式，這就是多核編程?？梢哉f，在高職高專院校引入多核編程技術的教學符合技術發(fā)展和人才培養(yǎng)規(guī)律，且刻不容緩。

在這樣的背景下，教育部高職高專計算機類專業(yè)教學指導委員會發(fā)揮專家指導、平臺搭建的職能，與全球知名IT企業(yè)——英特爾公司合作，開展了一系列推廣多核編程教學的工作。

多核時代已經到來

從計算機誕生開始，人們就沒有停止過對其性能提升的要求。計算機的性能主要是通過CPU的性能衡量的，而CPU廠商主要通過提高時鐘頻率的方法來提升CPU的性能。二十多年來，在摩爾定律的指導下，各個處理器生產廠商一直都在提高時鐘頻率這條跑道上進行競爭。在現(xiàn)階段，CPU單核處理器的研發(fā)基本到達了極限：運用納米技術已經不能使單核芯片在單位面積內容納更多的晶體；此外，提高單核芯片速度的同時會產生過多熱量，從而需要增加散熱設備，防止芯片受損，無形中增加了產品成本。因此，為了在更低的能耗下獲得更快的速度，最大限度地提高程序的運行效率，多核處理器的設計方式成為了各個生產廠商的首選，即將兩個甚至更多的獨立執(zhí)行核嵌入到同一個處理器內部，通過在多個執(zhí)行內核之間劃分任務，就可以在特定的時鐘周期內執(zhí)行更多的任務。

多核時代已經來臨，原本只屬于高端應用的多核處理器正變得越來越普及。據(jù)IDC數(shù)據(jù)表明，在2008年度發(fā)售的服務器和個人電腦(包括筆記本電腦)中，超過80%的產品內置了多核處理器；而到2009年，所有服務器和個人電腦(包括筆記本電腦)都將內置多核處理器?！岸嗪恕眱叭灰呀洺蔀樘幚砥骷軜嫷闹黧w，隨之相關的軟件編程方式也面臨著巨大的改變。多核處理器帶來了強大的計算能力，但如果無法實現(xiàn)軟件程序的并行，將有大量計算資源被閑置?，F(xiàn)在的程序大多都是基于單線程而設計的，原有的串行化編程模式在多核平臺上不再適用，也并不能很好地協(xié)調多核一起工作。要解決這些問題，就需要一種全新的編程模式。這種編程模式就是并行化編程，即多核編程。

高職高專院校開展多核編程教學勢在必行

近年來，我國軟件產業(yè)得到了快速發(fā)展，但軟件人才供給卻成為限制我國軟件產業(yè)發(fā)展的絆腳石。根據(jù)信息產業(yè)部的預測：到2010年，我國軟件產業(yè)將以30%以上的速度增長，產業(yè)規(guī)模達到13000億元，軟件產業(yè)從業(yè)人員要達到250萬人左右。而截止到2007年底，中國軟件從業(yè)人員約150萬人，軟件產業(yè)面臨巨大的人才缺口。其中最缺乏的人才便是被稱為“軟件藍領”的軟件開發(fā)人員。IT產業(yè)從人力資源結構上應該呈“金字塔”形狀，僅需要較少的處于頂端的、決定產業(yè)方向和邊緣領域開拓的軟件架構與分析師，而需要更多的從事日常軟件開發(fā)的軟件工程師。在國外優(yōu)秀軟件企業(yè)中，“軟件藍領”是直接實現(xiàn)價值和創(chuàng)造利潤的主力軍，是軟件企業(yè)的主要人員，大約要占到總人數(shù)的75%～85%，這部分人主要是由IT職業(yè)教育院校進行培養(yǎng)和供給的。

但反觀我國，IT職業(yè)教育卻并沒有承擔起解決軟件產業(yè)一線人才缺口的使命?！?007中國軟件產業(yè)發(fā)展研究報告》中《我國軟件企業(yè)從業(yè)人員學歷結構的調查報告》表明：2007年，我國軟件及軟件相關專業(yè)本、專科畢業(yè)生85.84萬人，其中，高職軟件及相關專業(yè)學生43.22萬，占全部軟件相關專業(yè)畢業(yè)生的50.35%。但同時，在我國IT企業(yè)中，?？粕谡麄€人力資源構成中僅占9.7%，與上述50.35%的高比例形成了強烈反差。這說明，在軟件行業(yè)，一方面是企業(yè)對人才存在旺盛需求，而另一方面卻是IT高職在校生規(guī)模龐大，但就業(yè)率低，對口就業(yè)率更低。

校企合作機制缺失、優(yōu)質教育資源匱乏、共享機制不完善是導致上述問題的主要原因。作為一個新興產業(yè)，軟件產業(yè)是典型的產業(yè)需求牽動技術研發(fā)，進而驅動教育發(fā)展的產業(yè)。也就是說，最先進的技術和標準大多是先在企業(yè)中誕生，院校根據(jù)這些技術和標準設置相關課程，這跟傳統(tǒng)行業(yè)有很大區(qū)別。但是要將企業(yè)的先進技術引入教學和課堂卻沒有那么簡單，這需要進行師資培訓、技術共享與指導等工作。這些工作除了需要昂貴的費用，還需要時間和人力成本，這是導致院校和企業(yè)之間溝通和合作不暢的一個重要原因。

此外，隨著多核時代的到來，原本只屬于高端應用的并行化編程也隨之變得越來越普及?？梢哉f，在處理器平臺多核的大潮中，單純的芯片制造工藝和技術已經不足以體現(xiàn)和發(fā)揮出多核所帶來的更高處理能力以及性能優(yōu)勢，具備在多核環(huán)境中多線程工作的軟件將會成為發(fā)揮多核高效率的保證。多核時代的到來，對于IT職業(yè)教育來說將是一個千載難逢的好機會。在這輪技術升級中，如果IT職業(yè)教育能夠把握機遇，將極大地提高我國IT職業(yè)教育的培養(yǎng)質量，提高就業(yè)率和對口就業(yè)率。從這個意義上講，在高職院校引入多核編程技術的教學是符合技術發(fā)展和人才培養(yǎng)規(guī)律的，也是十分必要的。

整合企業(yè)資源，計算機教指委多渠道推廣多核編程

高職高專計算機類專業(yè)教學指導委員會自成立起，就肩負著為中國高職高專計算機類專業(yè)提供教學改革的顧問咨詢、課程指導標準和課程原型，以讓中國的高職高專學生能夠接觸和學習到世界上最新技術和知識的重任。為達到這一目標，教指委積極與思科公司、IBM公司等知名IT企業(yè)溝通，構建校企合作平臺，開展了一系列旨在提高IT高職高專教育教學質量的工作。

教指委與英特爾公司的合作也由來已久。在軟件編程方式面臨巨大變革的今天，教指委和英特爾公司進行了深入的溝通，簽署了“合作諒解備忘錄”。英特爾公司作為多核及多核技術的領導者，多年以來一直熱心中國的教育事業(yè)，不僅為中國的最新科研項目提供支持，也為培養(yǎng)各類能夠適應最新的技術環(huán)境及熟練運用最新技術的人才提供支持。

1簽署“合作諒解備忘錄”

為進一步推動多核處理器技術的教育教學，加強國內高職高專院校在技術和人才培養(yǎng)領域的交流，加快多核編程技術在高職高專院校的推廣，讓高職高專院校的學生能夠學到最新的知識，讓學習軟件的學生在多核時代來臨之際做好充分的準備，提高IT人才培養(yǎng)質量，教育部高職高專計算機類專業(yè)教學指導委員會與英特爾亞太研發(fā)有限公司簽訂了“合作諒解備忘錄”，就面向高職高專院校的多核課程開發(fā)、多核課程推廣、師資培訓達成了合作計劃。

2開展研討會

2008年10月23日，由教育部高職高專計算機類專業(yè)教學指導委員會主辦、英特爾(中國)有限公司協(xié)辦，杭州國家軟件產業(yè)基地承辦的“多核編程技術研討會”在杭州舉行。教指委的部分領導、專家，英特爾公司的技術專家以及部分高職高專院校的計算機系主任共計35人參加了會議。

教指委主任委員、大連東軟信息學院院長溫濤教授在會上指出，隨著多核處理器在業(yè)內迅速得到應用，多核程序員的培養(yǎng)已經越來越受到重視。在此背景下，教指委特聯(lián)合英特爾開展高等職業(yè)教育多核課程合作項目，期望在多核課程研討、師資培訓、技術交流等領域加強合作，培養(yǎng)更多的多核編程技術人才，為共同提高IT職業(yè)教育教學

質量貢獻力量。來自英特爾公司的Scotte Aplend先生和郎朗先生分別對英特爾軟件學院大學項目和軟件學院大學社區(qū)的有關情況作了介紹，教指委委員游驊博士、大連東軟信息學院滕英巖老師還就“為什么要選擇多核編程”、“在高職院校開設多核編程課程的必要性和可行性”等問題進行了深入的分析和探討。與會嘉賓認真聆聽、積極記錄，提出了很多有深度、富有建設性的建議和意見。

3實施英特爾院校合作伙伴計劃

此外，為了共享英特爾公司優(yōu)質的教育資源，高職高專計算機類專業(yè)教指委聯(lián)合英特爾軟件學院實施了“英特爾院校合作伙伴計劃”，準備在全國范圍內遴選50所高職院校加入該計劃。對于入選合作伙伴計劃的院校，教指委和英特爾公司將通過師資培訓、合作開發(fā)課程、技術資源支持等方式，為多核課程在高職高專類院校中的推廣提供支持。不僅如此，英特爾還專門在網上成立了“英特爾學術社區(qū)”，該社區(qū)作為大學教師參加“英特爾多核技術大學合作計劃”的門戶網站，旨在為教師們提供分享教學資源、交流教學經驗的平臺。教師可以在該社區(qū)中發(fā)表學術見解、教學及科研成果，與全球的同行及業(yè)內專家進行交流。

2009年1月，首批入選“英特爾院校合作伙伴計劃”的32所院校遴選完畢，并在大連開展了為期一周的師資培訓，取得了良好的效果。深圳信息職業(yè)技術學院軟件工程系教師李華忠博士表示：“多核編程作為技術發(fā)展的未來趨勢，教指委組織和開展‘英特爾院校合作伙伴計劃及師資培訓，顯得十分及時而且必要。未來幾年內，多核編程人才將十分匱乏，教指委組織高職院校開展多核編程教學是未雨綢繆，搶在技術大面積普及前完成多核人才培養(yǎng)，這讓學習軟件的學生能提前做好準備，對于提高IT高職畢業(yè)生的核心競爭力非常有價值。希望教指委和英特爾公司能夠加大支持力度，提供統(tǒng)一的、適應高職高專教學的多核編程技術教材和教學資源?！?/p>

高職高專多核教育前景展望

目前，加入“英特爾院校合作伙伴計劃”的高職高專院校均計劃在2009年開展多核編程的教學工作，覆蓋學生人數(shù)達5000人左右，但這與企業(yè)對多核編程人才需求的數(shù)量相比還有很大的差距。

對于高職高專多核教育的前景，高職高專計算機類專業(yè)教指委秘書長吳建寧老師表示：“多核編程技術作為一項新技術，各個高校在硬件設備支持、師資、教材、就業(yè)等方面都存在這樣或那樣的不足，因此，要想在短期內取得較為可觀的效果，還需要作很大的努力。下一步，教指委將就各高職高專院校普遍關心的師資培養(yǎng)、教材出版、課程開設等相關問題加快推進步伐，盡早將多核編程課程引入高職高專計算機專業(yè)的教育教學過程中來。到2010年，爭取有近百所高職高專院校能夠開設多核編程相關的課程，覆蓋3萬名學生。也希望廣大高職院校能夠加入‘英特爾院校合作伙伴計劃，并開展相關多核編程教學?！?/p>

教育部高職高專計算機類專業(yè)教學指導委員會計劃于2009年繼續(xù)開展“英特爾院校合作伙伴計劃”的遴選工作，并開展多核編程的師資培訓工作，如感興趣，請聯(lián)絡高職高專計算機類專業(yè)教學指導委員會秘書處。

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