电气工程理学硕士:什么是计算机工程？
计算机工程是指计算机科学与电子工程的结合。通过结合这些学科，计算机工程师设计和开发了我们每天在工作、学校和个人生活中使用的许多软件程序和技术设备。
对于那些对从事计算机工程职业感到好奇的人，必须考虑几个主题：与计算机工程学位相关的教育要求、核心技能和预期薪水。
本文将提供三个主要内容：
• 计算机科学和计算机工程之间存在重要差异。
• 计算机工程师有多种职业道路可供选择。
• 好的计算机工程课程包括一些关键要素。
定义计算机工程
首先，探索什么是计算机工程以及计算机工程师的主要职责。
计算机工程：概述
计算机工程的目标是扩展计算机的能力和适用性。例如，计算机工程师可能会寻找比以前迭代更快地处理信息的设备；他们可能会寻求使计算机更小、更便携，他们可能会为计算机技术创新新功能或努力增加可访问性。
定义计算机工程需要讨论计算机科学和电子工程。事实上，计算机工程通常被定义为这两个学科的整合。
• 计算机科学是研究计算机和计算系统以及使用高级算法来帮助解决常见计算问题的学科。
• 电子工程涉及电路、电路板和其他允许计算机运行的电子元件的设计和开发。
因为计算机工程师结合了这些领域，他们能够通过增强软件、系统和网络以及改进计算机硬件本身来提高计算机的实用性和效力。
计算机工程师的职责
计算机工程师的基本职责包括研究、设计、开发和测试计算机系统的各个方面。计算机工程需要软件开发。这可能涉及：
• 操作系统
• 即时通讯和电子邮件系统
• 网络浏览器
• 各种应用程序，从数据库到电子表格再到视频游戏
• 防火墙和防病毒软件等安全组件
• 文件备份等实用程序
计算机工程师可以解决构成计算机硬件的各种组件，包括：
• 微处理器
• 内存芯片，包括 RAM 和 ROM
• 数据存储设备，如硬盘和光驱
• 输入设备（键盘、操纵杆、电脑鼠标）和输出设备（扫描仪、打印机、遥控器）
• 网络组件，例如路由器和调制解调器
计算机工程师可能会将所有这些组件组合在一起以解决问题或提高计算效率。然后，他们的任务是根据需要仔细测试和完善他们的解决方案。计算机工程师承担的具体项目可能从延长新智能设备的电池寿命到纠正特定软件程序中的错误和故障。计算机工程师也可以简单地寻找使设备更小、更快或更强大的方法。
计算机工程师在哪里工作？
计算机工程师在广泛的不同行业工作。计算机工程师工作的最明显例子是在苹果、微软、德州仪器和戴尔等计算机公司工作。但是，计算机工程职位在以下领域也至关重要：
• 电信（光缆工作、电路设计和其他任务）
• 航空航天（例如开发航空软件）
• 汽车（设计或改进用于汽车电气系统的计算机）
• 医疗保健（开发诊断软件和数据管理工具等）
• 软件或视频游戏设计公司（例如修复错误和创新新的安全协议）
了解有关计算机工程职业的更多信息
要了解有关计算机工程师所做工作的更多信息，请考虑以下资源：
• 休斯顿纪事报，“计算机工程师的职责” ——查看这份计算机工程职责和潜在项目的总结。
• 休斯顿纪事报，“开发人员的角色” ——了解有关计算机或软件开发领域的更多信息。
• 有趣的工程，“从这些计算机工程师的成功故事中获得启发” ——查看一些计算机工程师的实际应用示例。
计算机工程师为各种计算机系统设计创新的硬件和软件，使其成为工程领域最具活力的职业之一。该领域的核心目标是设计创新和高效的计算组件。计算机工程师的职责包括计算机硬件和软件的研究、设计、开发和测试。计算机工程行业包括电信、高科技制造、汽车、医疗保健等。
具有高级工程学位的计算机工程职业
拥有电气工程或相关领域高级学位的人可以选择多种职业道路。考虑这四个例子。
计算机硬件工程师
计算机硬件工程师参与物理计算机产品的设计和开发；具体来说，他们研究、构建和测试计算机系统和组件。换句话说，计算机硬件工程师负责制造允许计算机按预期方式工作的物理部件。
对于计算机硬件工程师来说，需要一些关键技能，包括：
• 技术能力。计算机硬件工程师必须精通 C 和 C++ 等编程语言。还需要工程技能，例如印刷电路板设计。
• 分析思维。当遇到障碍时，计算机硬件工程师必须准备好寻找创造性的解决方案，这可能涉及对现有硬件进行改造或开发全新的东西。
• 沟通技巧。计算机硬件工程师可能还需要将他们的解决方案传达给团队成员、主管或客户。
软件开发师
软件开发人员的角色与计算机硬件工程师非常相似。然而，它们不是使用允许计算机运行的硬件，而是严格地处理软件程序。具体来说，软件开发人员的工作描述是研究、设计、实施和管理新的软件应用程序。
该职位所需的一些核心技能包括：
• 技术能力。软件开发人员必须精通常见的编程语言，其中可能包括 Java、C 等。
• 训练能力。沟通技巧也很重要，因为软件开发人员通常负责培训用户如何使用新程序。
• 商业头脑。软件开发人员必须很好地了解软件程序如何帮助实现业务目标或满足消费者需求。
计算机网络架构师
具有高级工程学位的计算机工程职业列表中的下一个是计算机网络架构师。这些计算机工程专业人员的任务是设计和构建数据通信网络，例如广域网 (WAN) 和局域网 (LAN)。
从事该领域职业的人必须具备以下技能：
• 分析能力。计算机网络架构师必须准备好为常见的网络问题或障碍开发创造性的解决方案。
• 技术能力。成功的计算机网络架构师将熟悉网络的基本组件，包括路由器、交换机和调制解调器。
• 项目管理。计算机网络架构师还应具备基本的项目管理技能，例如团队建设和调度。
计算机和信息系统经理
计算机和信息系统经理的角色是管理和指导组织内所有与计算机相关的活动。这需要高水平的技术能力，包括熟悉软件、硬件和网络组件。
此角色所需的其他技能包括：
• 注重细节。计算机和信息系统经理必须关注组织内计算机活动的所有方面。
• 这些专业人员需要准备好与他们的团队成员交流策略，其中一些人可能在技术以外的领域工作。
• 解决问题的能力。最后，计算机和信息系统经理应该准备好考虑组织内的常见问题并集思广益技术解决方案。
计算机工程工资和工作前景
平均而言，计算机工程技术的薪水是多少？尽管某些职业轨迹的增长速度比其他人更快，但整个计算机工程领域都很强大，并提供了许多有吸引力的职业选择。主要职业道路的薪水通常在 100,000 美元以上。
这是计算机工程薪水和工作前景的简要介绍。
计算机硬件工程工资和工作前景
根据美国劳工统计局 (BLS) 的数据，计算机硬件工程师的年薪中位数为 117,220 美元。从 2019 年到 2029 年，该领域的工作岗位数量预计将增长 2%，这比所有工作岗位预计的 4% 平均增长速度要慢一些。想要开发自己的设备的计算机和电子行业以外的公司是这一职业发展的原因之一。
软件开发人员薪水和职位描述
至于软件开发人员，BLS 列出的年薪中位数为 107,510 美元。从 2019 年到 2029 年，该领域预计将增长 22%，远快于所有工作岗位的平均增长速度。这种强劲增长的部分原因是对智能手机和平板电脑等移动设备的软件需求，以及使用软件的消费产品数量不断增加。
计算机网络架构师薪水和职位描述
BLS 数据指出，计算机网络架构师的年薪中位数为 112,690 美元。由于企业 IT 网络的持续增长，预计从 2019 年到 2029 年，工作岗位数量将增长 5%，略高于平均水平。
计算机和信息系统经理薪资和工作前景
计算机和信息系统经理的年薪中位数为 146,360 美元。BLS 还预计，从 2019 年到 2029 年，就业增长将达到 10%，这快于所有就业岗位的平均增长率。对提高网络安全的日益增长的需求将是这个职业的福音，企业向数字平台的扩张也是如此。
缓解因素
对于这些职位中的每一个，许多因素可能会影响特定的计算机工程薪水。一些最常见的缓解因素包括：
• 经验水平。一般来说，在该领域拥有更多经验的人将获得更高的薪水水平。
• 教育程度。拥有更高级学位的人，例如电气工程硕士学位，也可能会获得更高的薪水。
• 地理位置。地区也可能影响工资范围。更大、更多的大都市地区通常具有更具竞争力的就业市场，因此计算机工程的起薪更高
拥有计算机工程学位的个人可以探索大量利润丰厚的职业道路。这些工作不仅薪水高；它们是推动技术创新前进的好方法。计算机和信息系统经理的工资中位数为 146,360 美元，而计算机硬件工程师的工资中位数为 117,220 美元。计算机网络架构师和软件开发人员的工资中位数分别为 112,690 美元和 107,510 美元。
计算机工程要求和技能
在计算机工程领域取得成功需要许多核心能力。这些包括硬技能，例如编程语言知识，以及软技能。安全开发或网络开发等利基职位可能需要更窄、更具体的技能。
磨练计算机工程技能的最佳方式是接受正规教育，其中可能包括电气工程或相关领域的高级学位。
硬技能
为了在计算机工程中取得成功，专业人员需要一套强大的技术技能。虽然具体要求可能因职位而异，但最有效的计算机工程师至少精通几种编程语言，其中可能包括从 Java 到 C 的任何语言。了解这些语言可以让计算机工程师更流利地与不同的软件应用程序。
熟悉硬件也很重要。计算机工程师应该了解输入和输出设备、网络组件等的核心功能。
最后，由于计算严重依赖数据库和算法，计算机工程专业人员需要强大的数学背景。
软技能
典型的计算机工程要求还包括一些软技能，其中包括：
• 分析能力。计算机工程通常需要仔细分析问题，然后开发创造性的技术解决方案。分析能力对此至关重要。
• 批判性思维。同样，有效地对计算机应用程序进行故障排除或调试需要先进的批判性思维能力。
• 计算机工程师可能需要向客户或主管提供洞察力或指导，他们可能需要培训其他人如何使用新程序或设备。创建有用的用户手册可能需要书面沟通技巧。
利基技能
一些计算机工程角色可能会强调更专业的技能组合。考虑两个例子：
• 从事网络开发的人员需要对路由器、交换机和调制解调器等硬件以及不同的网络配置有特别丰富的知识。
• 从事安全开发的人员需要对常见的网络安全漏洞有深入的了解，并对防火墙、防病毒程序和其他安全机制有深刻的理解。
计算机工程课程是什么样的？
对于有抱负的计算机科学家来说，寻求发展技能并在他们选择的领域取得成功，通过有针对性的计算机工程课程进行稳健的教育可能至关重要。
以下是学生应该了解的计算机工程课程的典型组成部分。
常见的先决条件
在注册计算机工程学位课程时，学生应该了解一些先决条件。
对于硕士学位，学生通常需要拥有计算机科学、数学或相关领域的本科学位。
值得注意的是，计算机工程是一个数学密集的研究领域，大多数学位课程都希望学生已经完成了一些基础到中级的数学课程。具体情况因机构而异。
计算机和系统概念
典型的计算机工程课程将涵盖许多重要概念，包括计算和系统概念。一些例子包括：
• 操作系统
• 微处理器
• 数据库管理
• 算法设计与分析
• 计算机性能评估
技术设计理念
计算机工程专业的学生还将学习许多有价值的技术设计概念。一些例子包括：
• 密码学
• 网络安全
• 移动通信优化
计算机工程课程
至于计算机工程课程中包含的特定课程，最常见的三个是：
• 嵌入式系统。嵌入式系统是具有专用功能的小型计算机系统，可在更大的计算机系统或技术生态系统中工作。计算机工程专业的学生学习不同的嵌入式系统如何相互关联。
• 计算机架构。计算机体系结构是指允许计算机运行的规则和方法系统。计算机体系结构的知识对于计算机工程领域的成功至关重要。
• 信息论和编码。计算机工程专业的学生必须掌握不同类型信息的量化、存储和传递，特别是通过不同形式的计算机编码。
计算机工程技术示例
计算机工程师通常在开发不同技术方面发挥不可或缺的作用。这里只是计算机工程技术的几个关键示例。
微处理器
微处理器是一种非常小的电子设备，包含执行计算机中央处理器的所有核心功能所需的算术、逻辑和控制。当微处理器集成到设备或器具中时，设备运行所需的处理能力会显着降低。微处理器有无数的应用，从汽车到家用小工具。
模拟传感器
任何维持连续模拟输出的传感器都被认为是模拟传感器。一些常见的例子包括光传感器、声音传感器、压力传感器和加速度计。甚至温度传感器也符合条件。同样，这项技术用于各种车辆、消费设备和计算机。例如，即使是简单的电器也包含温度传感器，可以防止它们过热。
电路板
电路板是在其上印刷电路的薄板。它们提供计算机执行其主要功能所需的机械支撑和电气连接。电路板随处可见：微波炉、手机、电视等。
操作系统
操作系统是控制计算机所有基本功能的软件，从执行应用程序到调度任务。常见示例包括 Microsoft Windows、Linux 和 Apple OS 或 iOS。
计算机工程的未来
计算机工程师负责许多使我们的世界变得更加高效、互联、高效和有趣的技术。该领域将继续为那些被技术吸引并喜欢解决问题的人提供充足的机会来塑造未来。随着技术创新以惊人的速度发生，下一代计算机工程师的极限是天空。