計算機工程

　　計算機工程（英語：Computerengineering）一個以電機工程學(xué)和計算機科學(xué)的部分交叉領(lǐng)域為內(nèi)容的工程學(xué)，其主要任務(wù)是設(shè)計及實現(xiàn)計算機系統(tǒng)。計算機工程師通常受過專業(yè)的電子工程（或其他與計算機工程有關(guān)的電機工程學(xué)分支）、軟件設(shè)計和軟硬件集成綜合技能的培訓(xùn)。計算機工程師的工作涉及了許多有關(guān)計算機的硬件和軟件，其關(guān)注范圍包括微處理器、個人電腦、超級計算機和電路設(shè)計（特別是集成電路的設(shè)計）等。計算機工程并不僅僅關(guān)注計算機系統(tǒng)本身的工作，還致力于多個計算機組成更大規(guī)模的分布式系統(tǒng)。

　　涉及計算機工程的常見工作包括為嵌入式系統(tǒng)、微控制器、超大規(guī)模集成電路的編寫設(shè)計軟件代碼和固件，此外還常常結(jié)合模擬的傳感器、混合信號集成電路的設(shè)計，以及參與操作系統(tǒng)的設(shè)計。計算機工程和機器人的研究和設(shè)計也有一定的關(guān)聯(lián)，特別是那些大量依靠數(shù)字系統(tǒng)來進行電動機、電腦輔助溝通、傳感器相關(guān)系統(tǒng)監(jiān)視、控制的機器人系統(tǒng)。

　　在許多高等院校，計算機工程的學(xué)生可以選擇計算機工程的某一個專業(yè)方向進行深造。與計算機設(shè)計與應(yīng)用相關(guān)知識包羅甚廣，有些甚至已經(jīng)超出了本科教育的范圍。而另一些院校則要求其學(xué)生在選修計算機工程的專業(yè)課程之前，先完成一年的普通工程學(xué)課程。

內(nèi)容

　　大多數(shù)計算機工程相關(guān)的分支專業(yè)關(guān)注計算機軟件設(shè)計以及硬件元件的研究、開發(fā)、設(shè)計與測試。這涵蓋了電路板、微處理器到應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計。有時，升級硬件產(chǎn)品，并配備更新的軟件，可以達到更高的工作效率。多數(shù)計算機工程師在研究院或者高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)之類的地方工作。有的政府機關(guān)也會雇傭計算機工程人員。根據(jù)美國的勞動統(tǒng)計部門，95%的叫實踐工程師在城市里工作，他們一般都全職工作。其中25%的工作要求每周工作時間超過40小時。計算機硬件工程的中等年收入為98,810美元（相當(dāng)于每小時47.5美元）。計算機硬件工程領(lǐng)域在2010年提供了70,000個工作崗位。

專業(yè)領(lǐng)域

　　根據(jù)不同的研究、應(yīng)用側(cè)重，計算機工程可以分為下面這些專業(yè)領(lǐng)域。

軟件代碼、密碼學(xué)和信息安全

　　主條目：信息安全

　　從事這一分支領(lǐng)域的工程師的工作包括信息的編碼、解碼，設(shè)計開發(fā)密碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、知識產(chǎn)權(quán)保護等。隨著信息化的到來，計算機系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)的安全成為一個關(guān)系到國家安全的問題，許多國家設(shè)立了專門的機構(gòu)進行這一分支學(xué)科的研究。在民用領(lǐng)域，移動電話通信的保密也是這領(lǐng)域計算機工程師的工作重心之一。

通信和無線網(wǎng)絡(luò)

　　主條目：無線網(wǎng)絡(luò)

　　這一分支是電子學(xué)、通信技術(shù)和計算機科學(xué)的交叉領(lǐng)域，主要關(guān)注無線網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量和效率。高質(zhì)量的無線網(wǎng)絡(luò)對于軍事上的遠(yuǎn)程控制至關(guān)重要，同時對于擴展民用便攜設(shè)備的功能也至關(guān)重要。這一領(lǐng)域的工作人員需要研究信號的調(diào)制、解調(diào)，高清信號的壓縮，可容錯系統(tǒng)，以及降低信號在傳輸過程中出錯的幾率的方法。他們的研究涵蓋了從基礎(chǔ)的信號理論到實際的通信產(chǎn)品的廣大范圍。

計算機編譯器和操作系統(tǒng)

　　主條目：編譯器和操作系統(tǒng)

　　這一領(lǐng)域主要包括計算機編譯器和操作系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)。研究人員會設(shè)計更新的操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、更有的程序分析技術(shù)和提高程序可靠性。

計算科學(xué)與工程

　　計算科學(xué)與工程是一個較新的分支領(lǐng)域，和數(shù)學(xué)學(xué)科交叉較多。這一領(lǐng)域的工程技術(shù)人員主要考慮更優(yōu)的計算方法、建模方法。他們的理論在超大規(guī)模集成電路的設(shè)計驗證、半導(dǎo)體器件制造參數(shù)的確定、雷達系統(tǒng)的分析方面有著重要的應(yīng)用。

計算機網(wǎng)絡(luò)、移動計算和分布式系統(tǒng)

　　主條目：計算機網(wǎng)絡(luò)和分布式計算

　　這個分支學(xué)科重點研究由多個計算機構(gòu)成一個整體，并通過合理的方式來提高其共同工作時的效率。現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)研究、日常生活常常涉及大量數(shù)據(jù)的處理，這時，基于計算機網(wǎng)絡(luò)的計算機集成系統(tǒng)（計算機集群）就能發(fā)揮其高超的計算能力，這在氣象監(jiān)測預(yù)報、生物科學(xué)探索等情況應(yīng)用廣泛。

計算機系統(tǒng)：體系結(jié)構(gòu)、并行計算和可靠性

　　主條目：計算機體系結(jié)構(gòu)和并行計算

　　這一領(lǐng)域的工程技術(shù)人員主要致力于研究提高計算機系統(tǒng)可靠程度、安全性和運算性能的方法。他們的工作可能包括設(shè)計用于多線程任務(wù)的微處理器等。他們也從事新的基礎(chǔ)理論、算法和計算機工具的設(shè)計開發(fā)工作。

計算機視覺和機器人學(xué)

　　主條目：計算機視覺和機器人學(xué)

　　通過機器“觀察”外部信號的改變，并做出合適的處理，可以進一步提高計算機的能力。這一技術(shù)的前提是開發(fā)出高效的視覺傳感軟硬件，即能夠快速捕捉周圍環(huán)境的信息，并在短時間內(nèi)用合適的信號來指代這些信息，然后還需要在計算機系統(tǒng)內(nèi)部進行處理，最后讓類似機器人的設(shè)備做出反應(yīng)。這是人們一直希望能夠?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)然，要研制出高性能的機器人，還需要強大的人類行為建模、圖像處理以及人機界面等等。

嵌入式系統(tǒng)

　　主條目：嵌入式系統(tǒng)

　　這一專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的工程師主要從事嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計，致力于提高其速度、可靠性和工作特能。嵌入式系統(tǒng)存在于許多日常產(chǎn)品，從小型的收音機到大型的航天器中都可看到它的身影。現(xiàn)代的移動設(shè)備功能日漸強大，離不開高性能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)。

集成電路設(shè)計、測試和計算機輔助設(shè)計

　　主條目：集成電路、超大規(guī)模集成電路和集成電路設(shè)計

　　計算機工程的集成電路分支主要包括電子學(xué)和電子系統(tǒng)的相關(guān)知識。這一領(lǐng)域主要致力于提高下一代超大規(guī)模集成電路及相關(guān)電子系統(tǒng)的速度、可靠性以及能源效率。工程師利用有關(guān)的軟件算法、硬件架構(gòu)技術(shù)可以實現(xiàn)集成電路的低功耗設(shè)計。

信號、圖像和語音處理

　　主條目：信號處理和圖像處理

　　計算機工程的信號分支主要研究、開發(fā)與人機交互相關(guān)的內(nèi)容，包括語音識別和生成、醫(yī)學(xué)科技圖像、通信系統(tǒng)等。這一領(lǐng)域的其他工作還包括計算機視覺開發(fā)，例如人類的臉部特征識別。

教育

　　對于從事計算機工程的入門級工程師，他們通常至少需要計算機工程相關(guān)專業(yè)的學(xué)士學(xué)位。由于學(xué)科的分支，許多相關(guān)內(nèi)容在大學(xué)里隸屬電機工程學(xué)，特別是那些涉及超大規(guī)模集成電路的分支專業(yè)。在許多學(xué)校，計算機工程專業(yè)的課程主要由電子工程的課程和計算機科學(xué)的課程組成。一些大型公司則要求其員工具有碩士學(xué)歷。由于該領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)進展迅速，因此許多人在其職業(yè)生涯中也參加各種非學(xué)術(shù)的技術(shù)培訓(xùn)。

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