系统架构

从计算机如何执行一条指令，到 GPU 如何并行调度上万个线程，这个板块覆盖“软件如何在硬件上运行”这条完整的知识链。对做硬件研究的人来说，体系结构和编译原理是最直接相关的两个子方向。

课程关系

箭头从前置课程指向后置课程，虚线表示通向其他板块的去向。

graph TB
    A[计算机系统基础] --> B[体系结构]
    A --> C[操作系统]
    A --> D[编译原理]
    B --> E[并行与分布式系统]
    C --> E
    B --> F[GPU体系结构]
    B --> H[AI加速器]
    D -.-> G["AI 编译（人工智能板块 AI系统）"]

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    classDef arch fill:#F3E8FF,stroke:#553C9A,stroke-width:2px
    classDef other fill:#F8FAFC,stroke:#64748B,stroke-width:1.5px,stroke-dasharray:3 3
    class A base
    class B,C,D,E,F,H arch
    class G other

计算机系统基础是全板块的公共入口。往上分三条路：体系结构通向 GPU 体系结构、AI 加速器和并行与分布式系统，是做硬件的主线；操作系统和并行与分布式系统是做系统软件的主线；编译原理自成一条线，通向人工智能板块的 AI 编译。

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计算机系统基础 — 计算机组成原理、CSAPP；从头建立“程序在硬件上怎么跑”的系统性图景，是所有后续内容的前置。

体系结构 — 处理器微架构、流水线、缓存层次、内存系统；研究处理器和加速器设计的核心知识。

操作系统 — 进程、内存管理、文件系统；系统栈的另一主干层次，做架构与编译方向建议选修。

编译原理 — 词法分析、中间表示、代码优化；理解编译器如何把高级语言映射到硬件指令，是研究 LLVM/MLIR/TVM 的前置基础。

并行与分布式系统 — MPI、CUDA 编程模型、cache coherence；做 AI 系统和大规模计算的必备背景。

GPU体系结构 — warp 调度、访存合并、Tensor Core、HBM；GPU 硬件内部如何运作，区别于并行编程。

AI加速器 — AI 专用处理器与芯片设计、FPGA 加速；复旦 2025 培养方案的特色课程线。

相关科研方向

对应科研方向	推荐子板块	为什么
处理器架构与编译系统	体系结构 + 编译原理 + 计算机系统基础	这是该方向的本体课程链——ISCA/MICRO/CGO/PLDI 论文的全部前置
可重构计算与FPGA	体系结构 + 编译原理	HLS、Overlay、FPGA 软核都依赖这两个领域
存算一体与近存计算	体系结构 (内存层次)	近存计算的根问题是 memory wall——CSAPP/CS61C 的内存章节
AI 算法与系统	并行与分布式 + 编译原理	vLLM/Megatron 内部就是分布式系统 + 编译优化
硬件安全与可信计算	体系结构	侧信道攻击的本质是微架构状态泄露,缓存与推测执行是攻击面
EDA 与设计自动化	编译原理	数字 EDA 综合本质是编译,只是目标语言换成硬件

做硬件研究的同学,推荐顺序:计算机系统基础 → 体系结构 → 编译原理——这三门是与芯片设计交叉最深的子板块,操作系统选修即可。