電氣工程理學(xué)碩士:什么是計算機(jī)工程？
計算機(jī)工程是指計算機(jī)科學(xué)與電子工程的結(jié)合。通過結(jié)合這些學(xué)科，計算機(jī)工程師設(shè)計和開發(fā)了我們每天在工作、學(xué)校和個人生活中使用的許多軟件程序和技術(shù)設(shè)備。
對于那些對從事計算機(jī)工程職業(yè)感到好奇的人，必須考慮幾個主題：與計算機(jī)工程學(xué)位相關(guān)的教育要求、核心技能和預(yù)期薪水。
本文將提供三個主要內(nèi)容：
? 計算機(jī)科學(xué)和計算機(jī)工程之間存在重要差異。
? 計算機(jī)工程師有多種職業(yè)道路可供選擇。
? 好的計算機(jī)工程課程包括一些關(guān)鍵要素。

定義計算機(jī)工程
首先，探索什么是計算機(jī)工程以及計算機(jī)工程師的主要職責(zé)。
計算機(jī)工程：概述
計算機(jī)工程的目標(biāo)是擴(kuò)展計算機(jī)的能力和適用性。例如，計算機(jī)工程師可能會尋找比以前迭代更快地處理信息的設(shè)備；他們可能會尋求使計算機(jī)更小、更便攜，他們可能會為計算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新新功能或努力增加可訪問性。
定義計算機(jī)工程需要討論計算機(jī)科學(xué)和電子工程。事實上，計算機(jī)工程通常被定義為這兩個學(xué)科的整合。
? 計算機(jī)科學(xué)是研究計算機(jī)和計算系統(tǒng)以及使用高級算法來幫助解決常見計算問題的學(xué)科。
? 電子工程涉及電路、電路板和其他允許計算機(jī)運(yùn)行的電子元件的設(shè)計和開發(fā)。
因為計算機(jī)工程師結(jié)合了這些領(lǐng)域，他們能夠通過增強(qiáng)軟件、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)以及改進(jìn)計算機(jī)硬件本身來提高計算機(jī)的實用性和效力。

計算機(jī)工程師的職責(zé)
計算機(jī)工程師的基本職責(zé)包括研究、設(shè)計、開發(fā)和測試計算機(jī)系統(tǒng)的各個方面。計算機(jī)工程需要軟件開發(fā)。這可能涉及：
? 操作系統(tǒng)
? 即時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
? 文件備份等實用程序
計算機(jī)工程師可以解決構(gòu)成計算機(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)存儲設(shè)備，如硬盤和光驅(qū)
? 輸入設(shè)備（鍵盤、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
計算機(jī)工程師可能會將所有這些組件組合在一起以解決問題或提高計算效率。然后，他們的任務(wù)是根據(jù)需要仔細(xì)測試和完善他們的解決方案。計算機(jī)工程師承擔(dān)的具體項目可能從延長新智能設(shè)備的電池壽命到糾正特定軟件程序中的錯誤和故障。計算機(jī)工程師也可以簡單地尋找使設(shè)備更小、更快或更強(qiáng)大的方法。

計算機(jī)工程師在哪里工作？
計算機(jī)工程師在廣泛的不同行業(yè)工作。計算機(jī)工程師工作的最明顯例子是在蘋果、微軟、德州儀器和戴爾等計算機(jī)公司工作。但是，計算機(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)計和其他任務(wù)）
? 航空航天（例如開發(fā)航空軟件）
? 汽車（設(shè)計或改進(jìn)用于汽車電氣系統(tǒng)的計算機(jī)）
? 醫(yī)療保?。ㄩ_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)計公司（例如修復(fù)錯誤和創(chuàng)新新的安全協(xié)議）

了解有關(guān)計算機(jī)工程職業(yè)的更多信息
要了解有關(guān)計算機(jī)工程師所做工作的更多信息，請考慮以下資源：
? 休斯頓紀(jì)事報，“計算機(jī)工程師的職責(zé)” ——查看這份計算機(jī)工程職責(zé)和潛在項目的總結(jié)。
? 休斯頓紀(jì)事報，“開發(fā)人員的角色” ——了解有關(guān)計算機(jī)或軟件開發(fā)領(lǐng)域的更多信息。
? 有趣的工程，“從這些計算機(jī)工程師的成功故事中獲得啟發(fā)” ——查看一些計算機(jī)工程師的實際應(yīng)用示例。
計算機(jī)工程師為各種計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計創(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)計創(chuàng)新和高效的計算組件。計算機(jī)工程師的職責(zé)包括計算機(jī)硬件和軟件的研究、設(shè)計、開發(fā)和測試。計算機(jī)工程行業(yè)包括電信、高科技制造、汽車、醫(yī)療保健等。

具有高級工程學(xué)位的計算機(jī)工程職業(yè)
擁有電氣工程或相關(guān)領(lǐng)域高級學(xué)位的人可以選擇多種職業(yè)道路?？紤]這四個例子。

計算機(jī)硬件工程師
計算機(jī)硬件工程師參與物理計算機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)；具體來說，他們研究、構(gòu)建和測試計算機(jī)系統(tǒng)和組件。換句話說，計算機(jī)硬件工程師負(fù)責(zé)制造允許計算機(jī)按預(yù)期方式工作的物理部件。
對于計算機(jī)硬件工程師來說，需要一些關(guān)鍵技能，包括：
? 技術(shù)能力。計算機(jī)硬件工程師必須精通 C 和 C++ 等編程語言。還需要工程技能，例如印刷電路板設(shè)計。
? 分析思維。當(dāng)遇到障礙時，計算機(jī)硬件工程師必須準(zhǔn)備好尋找創(chuàng)造性的解決方案，這可能涉及對現(xiàn)有硬件進(jìn)行改造或開發(fā)全新的東西。
? 溝通技巧。計算機(jī)硬件工程師可能還需要將他們的解決方案傳達(dá)給團(tuán)隊成員、主管或客戶。

軟件開發(fā)師
軟件開發(fā)人員的角色與計算機(jī)硬件工程師非常相似。然而，它們不是使用允許計算機(jī)運(yùn)行的硬件，而是嚴(yán)格地處理軟件程序。具體來說，軟件開發(fā)人員的工作描述是研究、設(shè)計、實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。軟件開發(fā)人員必須精通常見的編程語言，其中可能包括 Java、C 等。
? 訓(xùn)練能力。溝通技巧也很重要，因為軟件開發(fā)人員通常負(fù)責(zé)培訓(xùn)用戶如何使用新程序。
? 商業(yè)頭腦。軟件開發(fā)人員必須很好地了解軟件程序如何幫助實現(xiàn)業(yè)務(wù)目標(biāo)或滿足消費(fèi)者需求。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師
具有高級工程學(xué)位的計算機(jī)工程職業(yè)列表中的下一個是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師。這些計算機(jī)工程專業(yè)人員的任務(wù)是設(shè)計和構(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。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師必須準(zhǔn)備好為常見的網(wǎng)絡(luò)問題或障礙開發(fā)創(chuàng)造性的解決方案。
? 技術(shù)能力。成功的計算機(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。
? 項目管理。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師還應(yīng)具備基本的項目管理技能，例如團(tuán)隊建設(shè)和調(diào)度。

計算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理
計算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理的角色是管理和指導(dǎo)組織內(nèi)所有與計算機(jī)相關(guān)的活動。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)。計算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理必須關(guān)注組織內(nèi)計算機(jī)活動的所有方面。
? 這些專業(yè)人員需要準(zhǔn)備好與他們的團(tuán)隊成員交流策略，其中一些人可能在技術(shù)以外的領(lǐng)域工作。
? 解決問題的能力。最后，計算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理應(yīng)該準(zhǔn)備好考慮組織內(nèi)的常見問題并集思廣益技術(shù)解決方案。

計算機(jī)工程工資和工作前景
平均而言，計算機(jī)工程技術(shù)的薪水是多少？盡管某些職業(yè)軌跡的增長速度比其他人更快，但整個計算機(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。
這是計算機(jī)工程薪水和工作前景的簡要介紹。

計算機(jī)硬件工程工資和工作前景
根據(jù)美國勞工統(tǒng)計局 (BLS) 的數(shù)據(jù)，計算機(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)計將增長 2%，這比所有工作崗位預(yù)計的 4% 平均增長速度要慢一些。想要開發(fā)自己的設(shè)備的計算機(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。

軟件開發(fā)人員薪水和職位描述
至于軟件開發(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)計將增長 22%，遠(yuǎn)快于所有工作崗位的平均增長速度。這種強(qiáng)勁增長的部分原因是對智能手機(jī)和平板電腦等移動設(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，預(yù)計從 2019 年到 2029 年，工作崗位數(shù)量將增長 5%，略高于平均水平。

計算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理薪資和工作前景
計算機(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，從 2019 年到 2029 年，就業(yè)增長將達(dá)到 10%，這快于所有就業(yè)崗位的平均增長率。對提高網(wǎng)絡(luò)安全的日益增長的需求將是這個職業(yè)的福音，企業(yè)向數(shù)字平臺的擴(kuò)張也是如此。

緩解因素
對于這些職位中的每一個，許多因素可能會影響特定的計算機(jī)工程薪水。一些最常見的緩解因素包括：
? 經(jīng)驗水平。一般來說，在該領(lǐng)域擁有更多經(jīng)驗的人將獲得更高的薪水水平。
? 教育程度。擁有更高級學(xué)位的人，例如電氣工程碩士學(xué)位，也可能會獲得更高的薪水。
? 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)通常具有更具競爭力的就業(yè)市場，因此計算機(jī)工程的起薪更高
擁有計算機(jī)工程學(xué)位的個人可以探索大量利潤豐厚的職業(yè)道路。這些工作不僅薪水高；它們是推動技術(shù)創(chuàng)新前進(jìn)的好方法。計算機(jī)和信息系統(tǒng)經(jīng)理的工資中位數(shù)為 146,360 美元，而計算機(jī)硬件工程師的工資中位數(shù)為 117,220 美元。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師和軟件開發(fā)人員的工資中位數(shù)分別為 112,690 美元和 107,510 美元。

計算機(jī)工程要求和技能
在計算機(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，例如編程語言知識，以及軟技能。安全開發(fā)或網(wǎng)絡(luò)開發(fā)等利基職位可能需要更窄、更具體的技能。
磨練計算機(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)域的高級學(xué)位。

硬技能
為了在計算機(jī)工程中取得成功，專業(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，但最有效的計算機(jī)工程師至少精通幾種編程語言，其中可能包括從 Java 到 C 的任何語言。了解這些語言可以讓計算機(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，由于計算嚴(yán)重依賴數(shù)據(jù)庫和算法，計算機(jī)工程專業(yè)人員需要強(qiáng)大的數(shù)學(xué)背景。

軟技能
典型的計算機(jī)工程要求還包括一些軟技能，其中包括：
? 分析能力。計算機(jī)工程通常需要仔細(xì)分析問題，然后開發(fā)創(chuàng)造性的技術(shù)解決方案。分析能力對此至關(guān)重要。
? 批判性思維。同樣，有效地對計算機(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。
? 計算機(jī)工程師可能需要向客戶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)建有用的用戶手冊可能需要書面溝通技巧。

利基技能
一些計算機(jī)工程角色可能會強(qiáng)調(diào)更專業(yè)的技能組合。考慮兩個例子：
? 從事網(wǎng)絡(luò)開發(fā)的人員需要對路由器、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。
? 從事安全開發(fā)的人員需要對常見的網(wǎng)絡(luò)安全漏洞有深入的了解，并對防火墻、防病毒程序和其他安全機(jī)制有深刻的理解。

計算機(jī)工程課程是什么樣的？
對于有抱負(fù)的計算機(jī)科學(xué)家來說，尋求發(fā)展技能并在他們選擇的領(lǐng)域取得成功，通過有針對性的計算機(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)該了解的計算機(jī)工程課程的典型組成部分。
常見的先決條件
在注冊計算機(jī)工程學(xué)位課程時，學(xué)生應(yīng)該了解一些先決條件。
對于碩士學(xué)位，學(xué)生通常需要擁有計算機(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，計算機(jī)工程是一個數(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)到中級的數(shù)學(xué)課程。具體情況因機(jī)構(gòu)而異。

計算機(jī)和系統(tǒng)概念
典型的計算機(jī)工程課程將涵蓋許多重要概念，包括計算和系統(tǒng)概念。一些例子包括：
? 操作系統(tǒng)
? 微處理器
? 數(shù)據(jù)庫管理
? 算法設(shè)計與分析
? 計算機(jī)性能評估

技術(shù)設(shè)計理念
計算機(jī)工程專業(yè)的學(xué)生還將學(xué)習(xí)許多有價值的技術(shù)設(shè)計概念。一些例子包括：
? 密碼學(xué)
? 網(wǎng)絡(luò)安全
? 移動通信優(yōu)化

計算機(jī)工程課程
至于計算機(jī)工程課程中包含的特定課程，最常見的三個是：
? 嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是具有專用功能的小型計算機(jī)系統(tǒng)，可在更大的計算機(jī)系統(tǒng)或技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)中工作。計算機(jī)工程專業(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)。
? 計算機(jī)架構(gòu)。計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是指允許計算機(jī)運(yùn)行的規(guī)則和方法系統(tǒng)。計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的知識對于計算機(jī)工程領(lǐng)域的成功至關(guān)重要。
? 信息論和編碼。計算機(jī)工程專業(yè)的學(xué)生必須掌握不同類型信息的量化、存儲和傳遞，特別是通過不同形式的計算機(jī)編碼。

計算機(jī)工程技術(shù)示例
計算機(jī)工程師通常在開發(fā)不同技術(shù)方面發(fā)揮不可或缺的作用。這里只是計算機(jī)工程技術(shù)的幾個關(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，設(shè)備運(yùn)行所需的處理能力會顯著降低。微處理器有無數(shù)的應(yīng)用，從汽車到家用小工具。

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。一些常見的例子包括光傳感器、聲音傳感器、壓力傳感器和加速度計。甚至溫度傳感器也符合條件。同樣，這項技術(shù)用于各種車輛、消費(fèi)設(shè)備和計算機(jī)。例如，即使是簡單的電器也包含溫度傳感器，可以防止它們過熱。

電路板
電路板是在其上印刷電路的薄板。它們提供計算機(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：微波爐、手機(jī)、電視等。
操作系統(tǒng)
操作系統(tǒng)是控制計算機(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)。常見示例包括 Microsoft Windows、Linux 和 Apple OS 或 iOS。

計算機(jī)工程的未來
計算機(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)吸引并喜歡解決問題的人提供充足的機(jī)會來塑造未來。隨著技術(shù)創(chuàng)新以驚人的速度發(fā)生，下一代計算機(jī)工程師的極限是天空。