Компьютерная инженерия (Computer engineering): история, образование, практика, области

23 сентября 2022, 21:40

Компьютерная инженерия представляет собой отрасль техники, которая объединяет несколько областей информатики и электронной техники, необходимой для разработки компьютерного оборудования и программного обеспечения. Компьютерные инженеры, как правило, обучение в области электронной техники (или электротехнике), разработки программного обеспечения и интеграции аппаратно-программного обеспечения, а не только программного обеспечения или электронной техники.

Компьютерные инженеры участвуют во многих аппаратных и программных аспектах вычислений, от проектирования отдельных микроконтроллеров, микропроцессоров, персональных компьютеров и суперкомпьютеров, в схемотехнику. Это поле инженерии концентрируется не только о том, как сами компьютерные системы работают, но и как они интегрируются в общую картину.

Обычные задачи, связанные компьютерные инженеры включают написание программного обеспечения и встроенного программного обеспечения для встраиваемых микроконтроллеров, проектирование VLSI чипов, проектирование аналоговых датчиков, проектирования смешанных сигналов печатных плат, и проектирование операционных систем. Компьютерные инженеры также подходят для робототехники исследований, которые в значительной мере опирается на использование цифровых систем управления и контроля электрических систем, таких как двигатели, связи и датчиков.

Во многих учреждениях, компьютерная инженерия студенты могут выбирать направления углубленного исследования в их младших и старших года, потому что вся полнота знаний используется при проектировании и применении компьютеров выходит за рамки степени бакалавра. Другие учреждения могут потребовать студентов инженерных специальностей, чтобы завершить один или два года общего машиностроения, прежде чем объявить компьютерной техники в качестве основного фокуса.

История

Компьютерная инженерия началась в 1939 году, когда Атанасов и Клиффорд Берри приступили к разработке первого в мире электронный цифровой компьютер с помощью физики, математики и электротехники. Атанасов был когда — то физика и учителем математики для Университета штата Айова и Клиффорд Берри бывшего выпускника под электротехникой и физики. Вместе они создали компьютер Атанасов-Берри, известный также как ABC, который взял 5 лет. В то время как оригинальный ABC был демонтирован и отбрасывается в 1940 дани была сделана в конце изобретателей, точная копия ABC была сделана в 1997 году, где он принял команду исследователей и инженеров четыре года и $ 350 000, чтобы построить.

История вычислительной техники

Первая компьютерная техника степень программа в Соединенных Штатах была создана в 1971 году в Case Western Reserve University в Кливленде, штат Огайо. По состоянию на 2015 г. насчитывалось 250 Abet -accredited компьютерная инженерия программы в США в Европе, аккредитация компьютерных инженерных школ осуществляется различными учреждениями части EQANIE сети. Из — за повышения требований к работе для инженеров, которые могут одновременно проектировать аппаратные средства, программное обеспечение, микропрограммное обеспечение, и управлять всеми формами компьютерных систем, используемых в промышленности, некоторые высшие учебные заведения по всему миру предлагают степень бакалавра обычно называемой компьютерной техники. И компьютерная техника, и электронные инженерные программы включают в себя аналоговые и цифровые схемы дизайна в их учебной программе. Как и в большинстве инженерных дисциплин, имеющий глубокие знания математики и естественных наук необходимо для компьютерных инженеров.

Образование

Компьютерная техника называется компьютерной науки и техники в некоторых университетах. Большинство начального уровня вычислительной техники для выполнения заданий по крайней мере степень бакалавра в области вычислительной техники (или компьютерной науки и техники). Как правило, один должен научиться массив математики, таких как исчисление, алгебра и тригонометрия и некоторые компьютерные науки классов.

Иногда степень в области электронной техники принимается из — за сходства двух полей. Поскольку аппаратные инженеры обычно работают с системами компьютерного программного обеспечения, сильный фон в компьютерном программировании необходимо. По данным BLS, «компьютерная инженерия основной похож на электротехнику, но с некоторыми курсами информатики добавлен в учебный план». Некоторые крупные фирмы или специализированные рабочие места требуют степени магистра.

Это также важно для компьютерных инженеров, чтобы идти в ногу с быстрым развитием технологии. Таким образом, многие из них продолжают обучение на протяжении всей своей карьеры. Это может быть полезно, особенно когда дело доходит до обучения новых навыков или улучшений существующих. Например, как относительная стоимость исправления ошибок увеличивает дальше он находится в цикле разработки программного обеспечения, может быть большая экономия затрат, приписываемые разработки и тестирования для качественного кода как можно скорее в процессе, и особенно перед выпуском.

Приложения и практика

Есть два основных специальностей в области компьютерной техники: аппаратное и программное обеспечение.

Компьютерная техника инженерия

Согласно BLS занятости, работы Outlook, для компьютерного оборудования инженеров, ожидаемый рост десять лет с 2014 по 2024 для компьютерного оборудования инженерии была оценена 3% и не было в общей сложности 77,700 рабочих мест в том же году. («Медленнее, чем в среднем» по их собственным словам, по сравнению с другими профессиями) «и по сравнению с 7% в 2012 до 2022 оценки БСТ и далее вниз с 9% в сметой BLS 2010 до 2020 года.» Сегодня, компьютерная техника как — то равна электронной и вычислительная техника (ЕЭК) и делится на множество подкатегорий, наиболее значимые из них встраиваемых систем.

Компьютерное программное обеспечение инжиниринг

По данным американского Бюро статистики труда (BLS), «инженеры инженеры компьютерных приложений программного обеспечения и компьютерных систем программного обеспечения, по прогнозам, в числе быстрее, чем в среднем профессий вегетационным» Ожидаемый рост десять лет в 2014 для компьютерного программного обеспечения была оцененная семнадцать процентов и был в общей сложности 1,114,000 рабочих мест в том же году. Это по сравнению с 2012 в 2022 году оценки БСТ 22% для разработчиков программного обеспечения. И, далее вниз с 30% 2010 года до 2020 года оценки БСТ. Кроме того, растущие опасения по поводу кибер — безопасности сложите поставить инженерные высокие компьютерное программное обеспечение выше среднего темпа роста для всех полей. Тем не менее, некоторые работы будут переданы в зарубежных странах. В связи с этим, рост числа рабочих мест не будет столь же быстро, как в течение последнего десятилетия, поскольку рабочие места, которые бы пошли на инженер компьютерного программного обеспечения в Соединенных Штатах вместо этого идти на инженер компьютерного программного обеспечения в таких странах, как Индия. Кроме того, BLS Работа Перспектива Программистов, 2014-24 имеет -8% (снижение, по их словам) для тех, кто программирует компьютеры (т.е. встроенных системы), которые не являются разработчиками приложений компьютера.

Специализированные области

Есть много специальных областей в области вычислительной техники.

Coding, криптография и защита информации

Компьютерные инженеры работают в кодировании, криптографии и защиты информации для разработки новых методов для защиты различной информации, например, цифровых изображений и музыки, фрагментация, нарушение авторских прав и других форм вмешательства. Примеры включают в себя работу по беспроводной связи, системы с множеством антенн, оптическая передачу и цифровые водяные знаки.

Коммуникации и беспроводные сети

Те, сосредоточив внимание на связи и беспроводных сетей, рабочих достижений в области телекоммуникационных систем и сетей (особенно для беспроводных сетей), модуляции и ошибок управления кодирования и теории информации. Высокоскоростное проектирование сети, подавление помех и модуляция, дизайн и анализ отказоустойчивой системы, а также для хранения и передач схемы являются всеми частями этой специальности.

Составители и операционные системы

Эта специальность фокусируется на компиляторов и операционных систем проектирования и разработки. Инженеры в этой области разработать новую архитектуру операционной системы, методы анализа программы, а также новые методы, чтобы гарантировать качество. Примеры работы в этой области включают в себя пост-канального время разработки алгоритма преобразования кода и разработки новой операционной системы.

Вычислительная наука и техника

Вычислительные науки и техники является относительно новая дисциплина. Согласно Sloan Career Cornerstone Center, люди, работающим в этой области, «Вычислительные методы применяются формулировать и решать сложные математические задачи в области техники и физические и социальные науки. Примеры включают проектирование самолета, плазменную обработку особенностей нанометровых на полупроводниковых пластинах, СБИС схемотехника, системы обнаружения радар, ионного транспорта через биологические каналы, и многое другое».

Компьютерные сети, мобильные компьютеры и распределенные системы

В этой специальности, инженеры строят интегрированные среды для вычислительной техники, коммуникаций и доступа к информации. Примеры включают в себя общий канал-беспроводные сети, адаптивное управление ресурсами в различных системах, а также улучшение качества обслуживания в мобильных и ATM средах. Некоторые другие примеры включают в себя работу в беспроводных сетевых системах и быстрых Ethernet кластерных проводных систем.

Компьютерные системы: архитектура, параллельная обработка, и надёжность

Инженеры, работающие в области компьютерных систем работают на научно — исследовательские проекты, которые позволяют надежно, безопасно и высокопроизводительных вычислительных систем. Такие проекты, как проектирование процессоров для многопоточности и параллельной обработки, включены в этой области. Другие примеры работы в этой области включают разработку новых теорий, алгоритмов и других инструментов, которые добавляют производительность компьютерных систем.

Компьютерное зрение и робототехника

В этой специальности, компьютерные инженеры сосредоточены на разработке визуальной технологии зондирования чувствовать окружающую среду, представление окружающей среды, а также манипуляции с окружающей средой. Собранная трехмерная информация затем реализуется для выполнения различных задач. К ним относятся, улучшенное человеческое моделирование, передача изображения, и люди-компьютерных интерфейсы, а также устройства, такие как специальные камеры с универсальными датчиками зрения.

Встроенные системы

Лица, работающие в этой области технологии проектирования для повышения скорости, надежности и производительности систем. Встроенные системы находятся во многих устройствах с небольшой FM — радио для космического челнока. Согласно Sloan Cornerstone Центр карьеры, текущие события в встраиваемых систем включают «автоматизированные транспортные средства и оборудование для проведения поисково-спасательных, автоматизированные системы транспортировки и координации человеческой-робот для ремонта оборудования в космосе.» По состоянию на 2018 года, компьютер встроенного компьютера инженерных специализации включают в себя систему на чипе дизайн, архитектуру край компьютеров и Интернет вещей.

Интегральные схемы, проектирование СБИС, тестирование и CAD

Эта специальность компьютерной техники требует адекватного знания электроники и электрических систем. Специалисты, работающие в этой области работы по повышению скорости, надежности и эффективности использования энергии следующего поколения с очень больших интегральных (СБИС) цепей и микросистем. Примером этой специальности работа по снижению энергопотребления СБИС алгоритмов и архитектуры.

Сигнал, изображения и речи обработки

Компьютерные инженеры в этой области развиваются улучшения взаимодействия человека с компьютером, в том числе распознавания и синтеза речи, медицинских и научных изображений или систем связи. Другая работа в этой области включает в себя разработку компьютерного зрения, такие как распознавание черт лица человека.

Источник: https://start-365.ru