Рачунарски инжењеринг

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
The Матична плоча користи се у типичном персоналном рачунару. Резултат рачунарског инжењерског напора.

Рачунарски инжењеринг је дисциплина која обједињује неколико области електротехнике и рачунарства потребне за развој рачунарског хардвера и софтвера.[1] Рачунарски инжењеринг обично има обуку у електронском инжењерству (или електротехника), дизајну софтвера, и хардвер-софтвер интеграцији уместо само софтверском инжењерству или електротехници. Рачунарски инжењери су укључени у многим хардверским и софтверским аспекатима рачунарства, од дизајна појединца микроконтролера, микропроцесора, личних рачунара, и суперрачунара, до дизајна кола. Ово поље инжењеринга не само да фокусира на то како сами рачунарски системи раде, него и како се интегришу у већу слику.[2]

Уобичајени задаци који се односе на рачунарске инжењере укључују писање софтвера и фирмвера за уграђене микроконтролере, пројектовање  VLSI чипова, пројектовање аналогних сензора, пројектовање измешаних сигнала штампаних плоча, и пројектовање оперативног система. Рачунарски инжењери су такође погодни за истраживања роботике, која се ослања у великој мери на употребу дигиталних система за контролу и надзор електричних система као што су мотори, комуникација, и сензори.

У многим институцијама, рачунарски инжењерски студенти могу да бирају области у детаљној студији у њиховој јуниорској и сениорској  години, јер пуна ширина знања се користи у изради и примени рачунара ван домашаја једне дипломе. Друге институције могу захтевати од инжењеринга студената да заврше једну годину главног инжењеринга пре проглашења рачунарског инжењеринга као свој примарни фокус.[3][4][5]

Историја[уреди]

Први рачунарскo-инжењерски програм у Сједињеним Државама је основан на Case Western Reserve University 1972. године.  Од 2015. године, било је 238 АБЕТ акредитованих рачунарских инжењерских програма у САД.[6] У Европи, акредитација рачунарске инжењерске школе врши се различитим агенцијама дела EQANIE мреже. Због повећања захтева за запошљавање инжењера који истовремено могу да пројектују хардвер, софтвер, фирмваре, и управљати свим облицима рачунарских система који се користе у индустрији, неке терцијарне установе широм света нуде диплому генерално под називом рачунарски инжењер. И у рачунарском инжењерингу и електронском инжењерингу програми обухватају аналогни и дигитални дизајн кола у своје наставне планове. Као и код већине инжењерских дисциплина, има солидно знање математике и науке које је неопходно за рачунарске инжењере.

Рад[уреди]

Постоје две главне специјалности у рачунарској техници: софтвер и хардвер.

Рачунарски софтвер инжењеринг[уреди]

Рачунарски софтверски инжењери развијају, дизајн, и тест софтвера. Неки софтверски инжењери дизајнирају, изграђују и одржавају рачунарске програме за предузећа. Неки подешавају мреже као што су "Intranet" за предузећа. Други или инсталирајју нови софтвер или надоградњу рачунарских система. Рачунарски софтверски инжењери могу да раде у дизајну апликација. Ово укључује пројектовање и кодирање нових програма и апликација да задовоље потребе пословања или појединца. Рачунарски софтверски инжењери могу да раде као хонорарци и продају своје софтверске производе / апликације на предузећа / лица.[7]

Рачунарски хардвер инжењеринг[уреди]

Већина истраживања рачунарских хардвер инжењера, развој, пројектовање и тестирање разне рачунарске опреме. То може да варира од плоче и микропроцесора до рутера. Нека постојећа ажурирања рачунарске опреме да буде ефикаснији  рад са новим софтвером. Већина рачунарских хардвер инжењера раде у истраживачким лабораторијама и high-tech производних предузећа. Неки раде и за федералну владу. Према БЛС, 95% од рачунарских хардвер инжењера раде у градским областима. Они углавном раде пуно радно време. За око 33% њиховог рада потребно је више од 40 сати недељно. Средња плата за запослене квалификоване рачунарске хардверске инжењере (2012) била је $ 100.920 годишње или $ 48.52 на сат. Рачунарски хардвер инжењери одржавају 83,300 радних места у 2012. години. [8]

Специјална подручја[уреди]

Постоје многе специјалне области у области рачунарске технике.

Кодирање, криптографија, и заштита информација[уреди]

Рачунарски инжењери раде на кодирању, криптографији, и заштити информација да развију нове методе за заштиту разних информација, као што су дигиталне слике и музика, фрагментација, ауторских права и других облика саботаже. Примери укључују рад на бежичним комуникацијама, мулти-антенски системи, оптички пренос и дигитални водени жиг. [9]

Комуникације и бежичне мреже[уреди]

Они који се фокусирају на комуникацију и бежичним мрежама, рад достигнућа у телекомуникационим системима и мрежама (посебно бежичне мреже), модулација и грешке контроле кодирање, и теорије информација. Мрежа дизајна велике брзине, потискивање сметњи и модулација, дизајн и анализа квара система, и складиштење и пренос шеме су сви делови ове специјалности. [9]

Преводиоци и оперативни системи[уреди]

Ова специјалност се фокусира на компајлере и пројектовање и развој оперативних система. Инжењери у овој области развијају нови оперативни систем архитектуре, технике анализе програма, као и нове технике како би се уверили у квалитет. Примери рада у овој области подразумева пост линк времена развоја код трансформација алгоритама и нови развој оперативног система.  [9]

Рачунарска наука и инжењеринг[уреди]

Рачунарска наука и инжењериинг су релативно нове дисциплине. Према Sloan Career Cornerstone Center, појединци који раде у овој области, "рачунарске методе се примењују на формулисање и решавање комплексних математичких проблема у инжењерингу и физичке и друштвене науке. Примери укључују дизајн авиона, обраду плазми нанометарских функција на полупроводничке плоче , ВЛСИ дизајн кола, системи за детекцију радара, транспорта јона кроз биолошке канале, и још много тога ". [9]

Рачунарске мреже, мобилно рачунарство, и дистрибуирани системи[уреди]

У овој дисциплини, инжењери граде интегрисана окружења за рачунарство, комуникације и приступ информацијама. Примери укључују дељење-каналне бежичне мреже, прилагодљиво управљање ресурсима у различитим системима, и побољшање квалитета услуга у мобилним и АТМ окружењу. Неки други примери су рад на системима бежичне мреже и  кластерima жичаних система.  [9]

Рачунарски системи: архитектура, паралелно процесирање, и поузданост[уреди]

Инжењери који раде у рачунарским системима раде на истраживачким пројектима који омогућавају поуздане рачунарске системе, сигуране и високих перформанси. Пројекти као што су пројектовање процеса за мулти-проширено и паралелно процесирање су укључени у овој области. Други примери рада у овој области укључују развој нових теорија, алгоритама и других алата који додају перформансу рачунарским системима.[9]

Рачунарска визија и роботика[уреди]

У овој дисциплини, рачунарски инжењери се фокусирају на развој визуелно сензорске технологије да осети атмосферу, представљање окружења, и манипулацију животне средине. Окупљене тродимензионалне информације се затим спроводе да обављају различите задатке. Ово укључује, унапређење људских моделирања, слике комуникације и људско рачунарског интерфејса, као и уређаје као што су специјалне намене камера са разноврсним сензорима вида. [9]

Уграђени системи[уреди]

Примери уређаја који користе уграђене системе.

Појединци који раде у овој области пројектовања технологије за побољшање брзине, поузданости и перформансе система. Уграђени системи се могу наћи у многим уређајима од малог ФМ радио шатла. Према Sloan Cornerstone Career Center, у току дешавања у уграђеним системима укључују "аутоматизована возила и опрема за обављање трагања и спашавања, аутоматске системе превоза и координацију људског-робота за поправку опреме у простору." [9]

Интегрисана кола, VLSI дизајн, тестирање и CAD[уреди]

Ова специјалност рачунарског инжењерства захтева адекватно знање електронике и електричних система. Инжењери који раде у овој области рада на унапређењу брзине, поузданости и енергетске ефикасности следеће генерације веома-великих интегрисаних (ВЛСИ) кола и микросистема. Пример овог специјалитета је урађен на смањењу потрошње енергије у ВЛСИ алгоритмима и архитектуре.[9]

Сигнал, слика и обрада говора[уреди]

Рачунарски инжењери у овој области развијају побољшања у људској рачунарској интеракцији, укључујући и препознавање и синтезу говора, медицинска и научна снимања, или комуникационе системе. Други рад у овој области укључује рачунарске визије развоја, као што су признавање људских карактеристика лица.[9]

Едукација[уреди]

Већина незахтевних рачунарских инжењерских послова захтевају најмање диплому у рачунарском инжењерингу. Понекад диплома из електротехнике је прихваћена, због сличности два поља. Зато што хардварски инжењери обично раде са рачунарским софтверским системима, позадина у програмирању обично је потребна. Према БЛС, "главни рачунарски инжењеринг је сличан електротехници, али са неким курсевима рачунарске науке додају наставном плану и програму". [8] Неке велике фирме или специјализовани послови захтевају диплому магистра. Такође је важно за рачунарске инжењере да одрже корак са брзим напретком у технологији. Због тога, многи и даље уче током своје каријере. 

Изглед посла у Сједињеним Америчким Државама[уреди]

Рачунарско софтверско инжењерство[уреди]

Према подацима америчког бироа за статистику рада (БЛС), "рачунарске апликације софтверских инжењера и рачунарски системи софтверских инжењера су пројектовани да буду међу бржим просечним гајеним занимања од 2012. до 2022. године".[7] BLS rизвештава очекивани раст од 22% за програмере од 2012. до 2022. године[10](мање од 2010 до 2020 процене од 30%).[11] Поред тога, растућа забринутост због сајбер безбедности додатно ставља рачунарски софтверски инжењеринг високо изнад просечне стопе раста за сва поља. Међутим, неки од радова биће ангажовани у страним земљама. Због тога, раст посла неће бити тако брз као у последњој деценији, као послови који би отишли на рачунарске софтверске инжењере у Сједињеним Америчким Државама, уместо да иду на софтверске инжењере  у земљама као што су Индија.[7]

Рачунарски инжењеринг хардвера[уреди]

Према БЛС, "запошљавање рачунарског хардвер инжењера очекује се да ће се повећати само 7% од 2012. до 2022. (" спорији од просека "у њиховим сопственим речима у поређењу са другим занимањима) и доле од 9 одсто у БЛС 2010. до 2020. године проценити. " Данас, рачунарски хардвер је некако једнак  електронском и рачунарском инжењерству (ЕЦЕ) и подељен је на бројне поткатегорије, најзначајнија од њих је уграђен дизајн система[8]

Слична занимања и области[уреди]

Референце[уреди]

  1. ^ IEEE Computer Society; ACM (December 12, 2004).
  2. ^ Trinity College Dublin.
  3. ^ "Changing Majors @ Clemson".
  4. ^ "Declaring a College of Engineering Major" Архивирано на сајту Wayback Machine (октобар 12, 2014) (на језику: енглески).
  5. ^ "Degree Requirements".
  6. ^ "Find an ABET-Accredited Program | ABET". main.abet.org.
  7. 7,0 7,1 7,2 "Computer Software Engineer".
  8. 8,0 8,1 8,2 "Computer Hardware Engineers".
  9. 9,0 9,1 9,2 9,3 9,4 9,5 9,6 9,7 9,8 9,9 "Computer Engineering Overview" Архивирано на сајту Wayback Machine (септембар 16, 2012) (на језику: енглески) (PDF).
  10. ^ http://www.bls.gov/ooh/computer-and-information-technology/software-developers.htm Retrieved 10/01/2014
  11. ^ "Software Developers".