電氣工程理學(xué)碩士:什么是計(jì)算機(jī)工程？
計(jì)算機(jī)工程是指計(jì)算機(jī)科學(xué)與電子工程的結(jié)合。通過(guò)結(jié)合這些學(xué)科，計(jì)算機(jī)工程師設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了我們每天在工作、學(xué)校和個(gè)人生活中使用的許多軟件程序和技術(shù)設(shè)備。
對(duì)于那些對(duì)從事計(jì)算機(jī)工程職業(yè)感到好奇的人，必須考慮幾個(gè)主題：與計(jì)算機(jī)工程學(xué)位相關(guān)的教育要求、核心技能和預(yù)期薪水。
本文將提供三個(gè)主要內(nèi)容：
? 計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)工程之間存在重要差異。
? 計(jì)算機(jī)工程師有多種職業(yè)道路可供選擇。
? 好的計(jì)算機(jī)工程課程包括一些關(guān)鍵要素。
定義計(jì)算機(jī)工程
首先，探索什么是計(jì)算機(jī)工程以及計(jì)算機(jī)工程師的主要職責(zé)。
計(jì)算機(jī)工程：概述
計(jì)算機(jī)工程的目標(biāo)是擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的能力和適用性。例如，計(jì)算機(jī)工程師可能會(huì)尋找比以前迭代更快地處理信息的設(shè)備；他們可能會(huì)尋求使計(jì)算機(jī)更小、更便攜，他們可能會(huì)為計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新新功能或努力增加可訪問(wèn)性。
定義計(jì)算機(jī)工程需要討論計(jì)算機(jī)科學(xué)和電子工程。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)工程通常被定義為這兩個(gè)學(xué)科的整合。
? 計(jì)算機(jī)科學(xué)是研究計(jì)算機(jī)和計(jì)算系統(tǒng)以及使用高級(jí)算法來(lái)幫助解決常見(jiàn)計(jì)算問(wèn)題的學(xué)科。
? 電子工程涉及電路、電路板和其他允許計(jì)算機(jī)運(yùn)行的電子元件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。
因?yàn)橛?jì)算機(jī)工程師結(jié)合了這些領(lǐng)域，他們能夠通過(guò)增強(qiáng)軟件、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)以及改進(jìn)計(jì)算機(jī)硬件本身來(lái)提高計(jì)算機(jī)的實(shí)用性和效力。
計(jì)算機(jī)工程師的職責(zé)
計(jì)算機(jī)工程師的基本職責(zé)包括研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)方面。計(jì)算機(jī)工程需要軟件開(kāi)發(fā)。這可能涉及：
? 操作系統(tǒng)
? 即時(shí)通訊和電子郵件系統(tǒng)
? 網(wǎng)絡(luò)瀏覽器
? 各種應(yīng)用程序，從數(shù)據(jù)庫(kù)到電子表格再到視頻游戲
? 防火墻和防病毒軟件等安全組件
? 文件備份等實(shí)用程序
計(jì)算機(jī)工程師可以解決構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件的各種組件，包括：
? 微處理器
? 內(nèi)存芯片，包括 RAM 和 ROM
? 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，如硬盤(pán)和光驅(qū)
? 輸入設(shè)備（鍵盤(pán)、操縱桿、電腦鼠標(biāo)）和輸出設(shè)備（掃描儀、打印機(jī)、遙控器）
? 網(wǎng)絡(luò)組件，例如路由器和調(diào)制解調(diào)器
計(jì)算機(jī)工程師可能會(huì)將所有這些組件組合在一起以解決問(wèn)題或提高計(jì)算效率。然后，他們的任務(wù)是根據(jù)需要仔細(xì)測(cè)試和完善他們的解決方案。計(jì)算機(jī)工程師承擔(dān)的具體項(xiàng)目可能從延長(zhǎng)新智能設(shè)備的電池壽命到糾正特定軟件程序中的錯(cuò)誤和故障。計(jì)算機(jī)工程師也可以簡(jiǎn)單地尋找使設(shè)備更小、更快或更強(qiáng)大的方法。
計(jì)算機(jī)工程師在哪里工作？
計(jì)算機(jī)工程師在廣泛的不同行業(yè)工作。計(jì)算機(jī)工程師工作的最明顯例子是在蘋(píng)果、微軟、德州儀器和戴爾等計(jì)算機(jī)公司工作。但是，計(jì)算機(jī)工程職位在以下領(lǐng)域也至關(guān)重要：
? 電信（光纜工作、電路設(shè)計(jì)和其他任務(wù)）
? 航空航天（例如開(kāi)發(fā)航空軟件）
? 汽車(chē)（設(shè)計(jì)或改進(jìn)用于汽車(chē)電氣系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)）
? 醫(yī)療保健（開(kāi)發(fā)診斷軟件和數(shù)據(jù)管理工具等）
? 軟件或視頻游戲設(shè)計(jì)公司（例如修復(fù)錯(cuò)誤和創(chuàng)新新的安全協(xié)議）
了解有關(guān)計(jì)算機(jī)工程職業(yè)的更多信息
要了解有關(guān)計(jì)算機(jī)工程師所做工作的更多信息，請(qǐng)考慮以下資源：
? 休斯頓紀(jì)事報(bào)，“計(jì)算機(jī)工程師的職責(zé)” ——查看這份計(jì)算機(jī)工程職責(zé)和潛在項(xiàng)目的總結(jié)。
? 休斯頓紀(jì)事報(bào)，“開(kāi)發(fā)人員的角色” ——了解有關(guān)計(jì)算機(jī)或軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的更多信息。
? 有趣的工程，“從這些計(jì)算機(jī)工程師的成功故事中獲得啟發(fā)” ——查看一些計(jì)算機(jī)工程師的實(shí)際應(yīng)用示例。
計(jì)算機(jī)工程師為各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的硬件和軟件，使其成為工程領(lǐng)域最具活力的職業(yè)之一。該領(lǐng)域的核心目標(biāo)是設(shè)計(jì)創(chuàng)新和高效的計(jì)算組件。計(jì)算機(jī)工程師的職責(zé)包括計(jì)算機(jī)硬件和軟件的研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試。計(jì)算機(jī)工程行業(yè)包括電信、高科技制造、汽車(chē)、醫(yī)療保健等。
具有高級(jí)工程學(xué)位的計(jì)算機(jī)工程職業(yè)
擁有電氣工程或相關(guān)領(lǐng)域高級(jí)學(xué)位的人可以選擇多種職業(yè)道路。考慮這四個(gè)例子。
計(jì)算機(jī)硬件工程師
計(jì)算機(jī)硬件工程師參與物理計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)；具體來(lái)說(shuō)，他們研究、構(gòu)建和測(cè)試計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和組件。換句話說(shuō)，計(jì)算機(jī)硬件工程師負(fù)責(zé)制造允許計(jì)算機(jī)按預(yù)期方式工作的物理部件。
對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件工程師來(lái)說(shuō)，需要一些關(guān)鍵技能，包括：
? 技術(shù)能力。計(jì)算機(jī)硬件工程師必須精通 C 和 C++ 等編程語(yǔ)言。還需要工程技能，例如印刷電路板設(shè)計(jì)。
? 分析思維。當(dāng)遇到障礙時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件工程師必須準(zhǔn)備好尋找創(chuàng)造性的解決方案，這可能涉及對(duì)現(xiàn)有硬件進(jìn)行改造或開(kāi)發(fā)全新的東西。
? 溝通技巧。計(jì)算機(jī)硬件工程師可能還需要將他們的解決方案?jìng)鬟_(dá)給團(tuán)隊(duì)成員、主管或客戶(hù)。
軟件開(kāi)發(fā)師
軟件開(kāi)發(fā)人員的角色與計(jì)算機(jī)硬件工程師非常相似。然而，它們不是使用允許計(jì)算機(jī)運(yùn)行的硬件，而是嚴(yán)格地處理軟件程序。具體來(lái)說(shuō)，軟件開(kāi)發(fā)人員的工作描述是研究、設(shè)計(jì)、實(shí)施和管理新的軟件應(yīng)用程序。
該職位所需的一些核心技能包括：
? 技術(shù)能力。軟件開(kāi)發(fā)人員必須精通常見(jiàn)的編程語(yǔ)言，其中可能包括 Java、C 等。
? 訓(xùn)練能力。溝通技巧也很重要，因?yàn)檐浖_(kāi)發(fā)人員通常負(fù)責(zé)培訓(xùn)用戶(hù)如何使用新程序。
? 商業(yè)頭腦。軟件開(kāi)發(fā)人員必須很好地了解軟件程序如何幫助實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)目標(biāo)或滿足消費(fèi)者需求。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師
具有高級(jí)工程學(xué)位的計(jì)算機(jī)工程職業(yè)列表中的下一個(gè)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師。這些計(jì)算機(jī)工程專(zhuān)業(yè)人員的任務(wù)是設(shè)計(jì)和構(gòu)建數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，例如廣域網(wǎng) (WAN) 和局域網(wǎng) (LAN)。
從事該領(lǐng)域職業(yè)的人必須具備以下技能：
? 分析能力。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師必須準(zhǔn)備好為常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題或障礙開(kāi)發(fā)創(chuàng)造性的解決方案。
? 技術(shù)能力。成功的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師將熟悉網(wǎng)絡(luò)的基本組件，包括路由器、交換機(jī)和調(diào)制解調(diào)器。
? 項(xiàng)目管理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師還應(yīng)具備基本的項(xiàng)目管理技能，例如團(tuán)隊(duì)建設(shè)和調(diào)度。
計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理
計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理的角色是管理和指導(dǎo)組織內(nèi)所有與計(jì)算機(jī)相關(guān)的活動(dòng)。這需要高水平的技術(shù)能力，包括熟悉軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)組件。
此角色所需的其他技能包括：
? 注重細(xì)節(jié)。計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理必須關(guān)注組織內(nèi)計(jì)算機(jī)活動(dòng)的所有方面。
? 這些專(zhuān)業(yè)人員需要準(zhǔn)備好與他們的團(tuán)隊(duì)成員交流策略，其中一些人可能在技術(shù)以外的領(lǐng)域工作。
? 解決問(wèn)題的能力。最后，計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理應(yīng)該準(zhǔn)備好考慮組織內(nèi)的常見(jiàn)問(wèn)題并集思廣益技術(shù)解決方案。
計(jì)算機(jī)工程工資和工作前景
平均而言，計(jì)算機(jī)工程技術(shù)的薪水是多少？盡管某些職業(yè)軌跡的增長(zhǎng)速度比其他人更快，但整個(gè)計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域都很強(qiáng)大，并提供了許多有吸引力的職業(yè)選擇。主要職業(yè)道路的薪水通常在 100,000 美元以上。
這是計(jì)算機(jī)工程薪水和工作前景的簡(jiǎn)要介紹。
計(jì)算機(jī)硬件工程工資和工作前景
根據(jù)美國(guó)勞工統(tǒng)計(jì)局 (BLS) 的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)硬件工程師的年薪中位數(shù)為 117,220 美元。從 2019 年到 2029 年，該領(lǐng)域的工作崗位數(shù)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng) 2%，這比所有工作崗位預(yù)計(jì)的 4% 平均增長(zhǎng)速度要慢一些。想要開(kāi)發(fā)自己的設(shè)備的計(jì)算機(jī)和電子行業(yè)以外的公司是這一職業(yè)發(fā)展的原因之一。
軟件開(kāi)發(fā)人員薪水和職位描述
至于軟件開(kāi)發(fā)人員，BLS 列出的年薪中位數(shù)為 107,510 美元。從 2019 年到 2029 年，該領(lǐng)域預(yù)計(jì)將增長(zhǎng) 22%，遠(yuǎn)快于所有工作崗位的平均增長(zhǎng)速度。這種強(qiáng)勁增長(zhǎng)的部分原因是對(duì)智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)設(shè)備的軟件需求，以及使用軟件的消費(fèi)產(chǎn)品數(shù)量不斷增加。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師薪水和職位描述
BLS 數(shù)據(jù)指出，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師的年薪中位數(shù)為 112,690 美元。由于企業(yè) IT 網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)從 2019 年到 2029 年，工作崗位數(shù)量將增長(zhǎng) 5%，略高于平均水平。
計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理薪資和工作前景
計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理的年薪中位數(shù)為 146,360 美元。BLS 還預(yù)計(jì)，從 2019 年到 2029 年，就業(yè)增長(zhǎng)將達(dá)到 10%，這快于所有就業(yè)崗位的平均增長(zhǎng)率。對(duì)提高網(wǎng)絡(luò)安全的日益增長(zhǎng)的需求將是這個(gè)職業(yè)的福音，企業(yè)向數(shù)字平臺(tái)的擴(kuò)張也是如此。
緩解因素
對(duì)于這些職位中的每一個(gè)，許多因素可能會(huì)影響特定的計(jì)算機(jī)工程薪水。一些最常見(jiàn)的緩解因素包括：
? 經(jīng)驗(yàn)水平。一般來(lái)說(shuō)，在該領(lǐng)域擁有更多經(jīng)驗(yàn)的人將獲得更高的薪水水平。
? 教育程度。擁有更高級(jí)學(xué)位的人，例如電氣工程碩士學(xué)位，也可能會(huì)獲得更高的薪水。
? 地理位置。地區(qū)也可能影響工資范圍。更大、更多的大都市地區(qū)通常具有更具競(jìng)爭(zhēng)力的就業(yè)市場(chǎng)，因此計(jì)算機(jī)工程的起薪更高
擁有計(jì)算機(jī)工程學(xué)位的個(gè)人可以探索大量利潤(rùn)豐厚的職業(yè)道路。這些工作不僅薪水高；它們是推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新前進(jìn)的好方法。計(jì)算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理的工資中位數(shù)為 146,360 美元，而計(jì)算機(jī)硬件工程師的工資中位數(shù)為 117,220 美元。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師和軟件開(kāi)發(fā)人員的工資中位數(shù)分別為 112,690 美元和 107,510 美元。
計(jì)算機(jī)工程要求和技能
在計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域取得成功需要許多核心能力。這些包括硬技能，例如編程語(yǔ)言知識(shí)，以及軟技能。安全開(kāi)發(fā)或網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)等利基職位可能需要更窄、更具體的技能。
磨練計(jì)算機(jī)工程技能的最佳方式是接受正規(guī)教育，其中可能包括電氣工程或相關(guān)領(lǐng)域的高級(jí)學(xué)位。
硬技能
為了在計(jì)算機(jī)工程中取得成功，專(zhuān)業(yè)人員需要一套強(qiáng)大的技術(shù)技能。雖然具體要求可能因職位而異，但最有效的計(jì)算機(jī)工程師至少精通幾種編程語(yǔ)言，其中可能包括從 Java 到 C 的任何語(yǔ)言。了解這些語(yǔ)言可以讓計(jì)算機(jī)工程師更流利地與不同的軟件應(yīng)用程序。
熟悉硬件也很重要。計(jì)算機(jī)工程師應(yīng)該了解輸入和輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)組件等的核心功能。
最后，由于計(jì)算嚴(yán)重依賴(lài)數(shù)據(jù)庫(kù)和算法，計(jì)算機(jī)工程專(zhuān)業(yè)人員需要強(qiáng)大的數(shù)學(xué)背景。
軟技能
典型的計(jì)算機(jī)工程要求還包括一些軟技能，其中包括：
? 分析能力。計(jì)算機(jī)工程通常需要仔細(xì)分析問(wèn)題，然后開(kāi)發(fā)創(chuàng)造性的技術(shù)解決方案。分析能力對(duì)此至關(guān)重要。
? 批判性思維。同樣，有效地對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行故障排除或調(diào)試需要先進(jìn)的批判性思維能力。
? 計(jì)算機(jī)工程師可能需要向客戶(hù)或主管提供洞察力或指導(dǎo)，他們可能需要培訓(xùn)其他人如何使用新程序或設(shè)備。創(chuàng)建有用的用戶(hù)手冊(cè)可能需要書(shū)面溝通技巧。
利基技能
一些計(jì)算機(jī)工程角色可能會(huì)強(qiáng)調(diào)更專(zhuān)業(yè)的技能組合?？紤]兩個(gè)例子：
? 從事網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的人員需要對(duì)路由器、交換機(jī)和調(diào)制解調(diào)器等硬件以及不同的網(wǎng)絡(luò)配置有特別豐富的知識(shí)。
? 從事安全開(kāi)發(fā)的人員需要對(duì)常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)安全漏洞有深入的了解，并對(duì)防火墻、防病毒程序和其他安全機(jī)制有深刻的理解。
計(jì)算機(jī)工程課程是什么樣的？
對(duì)于有抱負(fù)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，尋求發(fā)展技能并在他們選擇的領(lǐng)域取得成功，通過(guò)有針對(duì)性的計(jì)算機(jī)工程課程進(jìn)行穩(wěn)健的教育可能至關(guān)重要。
以下是學(xué)生應(yīng)該了解的計(jì)算機(jī)工程課程的典型組成部分。
常見(jiàn)的先決條件
在注冊(cè)計(jì)算機(jī)工程學(xué)位課程時(shí)，學(xué)生應(yīng)該了解一些先決條件。
對(duì)于碩士學(xué)位，學(xué)生通常需要擁有計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)或相關(guān)領(lǐng)域的本科學(xué)位。
值得注意的是，計(jì)算機(jī)工程是一個(gè)數(shù)學(xué)密集的研究領(lǐng)域，大多數(shù)學(xué)位課程都希望學(xué)生已經(jīng)完成了一些基礎(chǔ)到中級(jí)的數(shù)學(xué)課程。具體情況因機(jī)構(gòu)而異。
計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)概念
典型的計(jì)算機(jī)工程課程將涵蓋許多重要概念，包括計(jì)算和系統(tǒng)概念。一些例子包括：
? 操作系統(tǒng)
? 微處理器
? 數(shù)據(jù)庫(kù)管理
? 算法設(shè)計(jì)與分析
? 計(jì)算機(jī)性能評(píng)估
技術(shù)設(shè)計(jì)理念
計(jì)算機(jī)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生還將學(xué)習(xí)許多有價(jià)值的技術(shù)設(shè)計(jì)概念。一些例子包括：
? 密碼學(xué)
? 網(wǎng)絡(luò)安全
? 移動(dòng)通信優(yōu)化
計(jì)算機(jī)工程課程
至于計(jì)算機(jī)工程課程中包含的特定課程，最常見(jiàn)的三個(gè)是：
? 嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是具有專(zhuān)用功能的小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可在更大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中工作。計(jì)算機(jī)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)不同的嵌入式系統(tǒng)如何相互關(guān)聯(lián)。
? 計(jì)算機(jī)架構(gòu)。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是指允許計(jì)算機(jī)運(yùn)行的規(guī)則和方法系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的知識(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域的成功至關(guān)重要。
? 信息論和編碼。計(jì)算機(jī)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生必須掌握不同類(lèi)型信息的量化、存儲(chǔ)和傳遞，特別是通過(guò)不同形式的計(jì)算機(jī)編碼。
計(jì)算機(jī)工程技術(shù)示例
計(jì)算機(jī)工程師通常在開(kāi)發(fā)不同技術(shù)方面發(fā)揮不可或缺的作用。這里只是計(jì)算機(jī)工程技術(shù)的幾個(gè)關(guān)鍵示例。
微處理器
微處理器是一種非常小的電子設(shè)備，包含執(zhí)行計(jì)算機(jī)中央處理器的所有核心功能所需的算術(shù)、邏輯和控制。當(dāng)微處理器集成到設(shè)備或器具中時(shí)，設(shè)備運(yùn)行所需的處理能力會(huì)顯著降低。微處理器有無(wú)數(shù)的應(yīng)用，從汽車(chē)到家用小工具。
模擬傳感器
任何維持連續(xù)模擬輸出的傳感器都被認(rèn)為是模擬傳感器。一些常見(jiàn)的例子包括光傳感器、聲音傳感器、壓力傳感器和加速度計(jì)。甚至溫度傳感器也符合條件。同樣，這項(xiàng)技術(shù)用于各種車(chē)輛、消費(fèi)設(shè)備和計(jì)算機(jī)。例如，即使是簡(jiǎn)單的電器也包含溫度傳感器，可以防止它們過(guò)熱。
電路板
電路板是在其上印刷電路的薄板。它們提供計(jì)算機(jī)執(zhí)行其主要功能所需的機(jī)械支撐和電氣連接。電路板隨處可見(jiàn)：微波爐、手機(jī)、電視等。
操作系統(tǒng)
操作系統(tǒng)是控制計(jì)算機(jī)所有基本功能的軟件，從執(zhí)行應(yīng)用程序到調(diào)度任務(wù)。常見(jiàn)示例包括 Microsoft Windows、Linux 和 Apple OS 或 iOS。
計(jì)算機(jī)工程的未來(lái)
計(jì)算機(jī)工程師負(fù)責(zé)許多使我們的世界變得更加高效、互聯(lián)、高效和有趣的技術(shù)。該領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)為那些被技術(shù)吸引并喜歡解決問(wèn)題的人提供充足的機(jī)會(huì)來(lái)塑造未來(lái)。隨著技術(shù)創(chuàng)新以驚人的速度發(fā)生，下一代計(jì)算機(jī)工程師的極限是天空。