計(jì)算機(jī)工程

　　計(jì)算機(jī)工程（英語(yǔ)：Computerengineering）一個(gè)以電機(jī)工程學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的部分交叉領(lǐng)域?yàn)閮?nèi)容的工程學(xué)，其主要任務(wù)是設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)工程師通常受過(guò)專(zhuān)業(yè)的電子工程（或其他與計(jì)算機(jī)工程有關(guān)的電機(jī)工程學(xué)分支）、軟件設(shè)計(jì)和軟硬件集成綜合技能的培訓(xùn)。計(jì)算機(jī)工程師的工作涉及了許多有關(guān)計(jì)算機(jī)的硬件和軟件，其關(guān)注范圍包括微處理器、個(gè)人電腦、超級(jí)計(jì)算機(jī)和電路設(shè)計(jì)（特別是集成電路的設(shè)計(jì)）等。計(jì)算機(jī)工程并不僅僅關(guān)注計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身的工作，還致力于多個(gè)計(jì)算機(jī)組成更大規(guī)模的分布式系統(tǒng)。

　　涉及計(jì)算機(jī)工程的常見(jiàn)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(xiě)設(shè)計(jì)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(hào)集成電路的設(shè)計(jì)，以及參與操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)工程和機(jī)器人的研究和設(shè)計(jì)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(lái)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)、電腦輔助溝通、傳感器相關(guān)系統(tǒng)監(jiān)視、控制的機(jī)器人系統(tǒng)。

　　在許多高等院校，計(jì)算機(jī)工程的學(xué)生可以選擇計(jì)算機(jī)工程的某一個(gè)專(zhuān)業(yè)方向進(jìn)行深造。與計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用相關(guān)知識(shí)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(jì)算機(jī)工程的專(zhuān)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(jì)算機(jī)工程相關(guān)的分支專(zhuān)業(yè)關(guān)注計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)以及硬件元件的研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)與測(cè)試。這涵蓋了電路板、微處理器到應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。有時(shí)，升級(jí)硬件產(chǎn)品，并配備更新的軟件，可以達(dá)到更高的工作效率。多數(shù)計(jì)算機(jī)工程師在研究院或者高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)之類(lèi)的地方工作。有的政府機(jī)關(guān)也會(huì)雇傭計(jì)算機(jī)工程人員。根據(jù)美國(guó)的勞動(dòng)統(tǒng)計(jì)部門(mén)，95%的叫實(shí)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(shí)間超過(guò)40小時(shí)。計(jì)算機(jī)硬件工程的中等年收入為98,810美元（相當(dāng)于每小時(shí)47.5美元）。計(jì)算機(jī)硬件工程領(lǐng)域在2010年提供了70,000個(gè)工作崗位。

專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域

　　根據(jù)不同的研究、應(yīng)用側(cè)重，計(jì)算機(jī)工程可以分為下面這些專(zhuān)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(jì)開(kāi)發(fā)密碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等。隨著信息化的到來(lái)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)的安全成為一個(gè)關(guān)系到國(guó)家安全的問(wèn)題，許多國(guó)家設(shè)立了專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行這一分支學(xué)科的研究。在民用領(lǐng)域，移動(dòng)電話通信的保密也是這領(lǐng)域計(jì)算機(jī)工程師的工作重心之一。

通信和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

　　主條目：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

　　這一分支是電子學(xué)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉領(lǐng)域，主要關(guān)注無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量和效率。高質(zhì)量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)于軍事上的遠(yuǎn)程控制至關(guān)重要，同時(shí)對(duì)于擴(kuò)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(hào)的調(diào)制、解調(diào)，高清信號(hào)的壓縮，可容錯(cuò)系統(tǒng)，以及降低信號(hào)在傳輸過(guò)程中出錯(cuò)的幾率的方法。他們的研究涵蓋了從基礎(chǔ)的信號(hào)理論到實(shí)際的通信產(chǎn)品的廣大范圍。

計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)編譯器和操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。研究人員會(huì)設(shè)計(jì)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(jì)算科學(xué)與工程

　　計(jì)算科學(xué)與工程是一個(gè)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(jì)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(jì)驗(yàn)證、半導(dǎo)體器件制造參數(shù)的確定、雷達(dá)系統(tǒng)的分析方面有著重要的應(yīng)用。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)計(jì)算和分布式系統(tǒng)

　　主條目：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式計(jì)算

　　這個(gè)分支學(xué)科重點(diǎn)研究由多個(gè)計(jì)算機(jī)構(gòu)成一個(gè)整體，并通過(guò)合理的方式來(lái)提高其共同工作時(shí)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(shí)，基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)集群）就能發(fā)揮其高超的計(jì)算能力，這在氣象監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、生物科學(xué)探索等情況應(yīng)用廣泛。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：體系結(jié)構(gòu)、并行計(jì)算和可靠性

　　主條目：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和并行計(jì)算

　　這一領(lǐng)域的工程技術(shù)人員主要致力于研究提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠程度、安全性和運(yùn)算性能的方法。他們的工作可能包括設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)工具的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作。

計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器人學(xué)

　　主條目：計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器人學(xué)

　　通過(guò)機(jī)器“觀察”外部信號(hào)的改變，并做出合適的處理，可以進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)的能力。這一技術(shù)的前提是開(kāi)發(fā)出高效的視覺(jué)傳感軟硬件，即能夠快速捕捉周?chē)h(huán)境的信息，并在短時(shí)間內(nèi)用合適的信號(hào)來(lái)指代這些信息，然后還需要在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行處理，最后讓類(lèi)似機(jī)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(jī)器人，還需要強(qiáng)大的人類(lèi)行為建模、圖像處理以及人機(jī)界面等等。

嵌入式系統(tǒng)

　　主條目：嵌入式系統(tǒng)

　　這一專(zhuān)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(jì)，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(jī)到大型的航天器中都可看到它的身影。現(xiàn)代的移動(dòng)設(shè)備功能日漸強(qiáng)大，離不開(kāi)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(jì)、測(cè)試和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

　　主條目：集成電路、超大規(guī)模集成電路和集成電路設(shè)計(jì)

　　計(jì)算機(jī)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(shí)。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(shí)現(xiàn)集成電路的低功耗設(shè)計(jì)。

信號(hào)、圖像和語(yǔ)音處理

　　主條目：信號(hào)處理和圖像處理

　　計(jì)算機(jī)工程的信號(hào)分支主要研究、開(kāi)發(fā)與人機(jī)交互相關(guān)的內(nèi)容，包括語(yǔ)音識(shí)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(jì)算機(jī)視覺(jué)開(kāi)發(fā)，例如人類(lèi)的臉部特征識(shí)別。

教育

　　對(duì)于從事計(jì)算機(jī)工程的入門(mén)級(jí)工程師，他們通常至少需要計(jì)算機(jī)工程相關(guān)專(zhuān)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(jī)工程學(xué)，特別是那些涉及超大規(guī)模集成電路的分支專(zhuān)業(yè)。在許多學(xué)校，計(jì)算機(jī)工程專(zhuān)業(yè)的課程主要由電子工程的課程和計(jì)算機(jī)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(jìn)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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