วิศวกรรมคอมพิวเตอร์

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ (อังกฤษ: computer engineering) เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและสร้างเครื่องหรือระบบคอมพิวเตอร์ และ ระบบที่ใช้คอมพิวเตอร์ ศาสตร์นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาทางด้านฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ การสื่อสาร และความเกี่ยวเนื่องระหว่างเรื่องทั้งสาม หลักสูตรการเรียนมุ่งเน้นทางด้าน ทฤษฎี กฎ และ การฝึกฝนปฏิบัติของทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้า และ คณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์รวมถึงการประยุกต์เข้ากับปัญหาทางด้านการออกแบบคอมพิวเตอร์ และ อุปกรณ์ที่ใช้คอมพิวเตอร์

วิศวกรคอมพิวเตอร์ ศึกษาการออกแบบระบบฮาร์ดแวร์ดิจิทัล ซึ่งรวมถึงระบบการสื่อสาร องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ วิศวกรคอมพิวเตอร์จะเรียนการพัฒนาซอฟต์แวร์ โดยมุ่งเน้นเกี่ยวกับซอฟต์แวร์สำหรับอุปกรณ์ดิจิทัล และ การสร้างส่วนต่อประสานระหว่างผู้ใช้งานซอฟต์แวร์ และ ระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ รวมทั้งความรู้ทางด้านวิศวกรรมที่ดีด้วย

ปัจจุบันสาขาวิชาที่สำคัญในด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์คือ ระบบฝังตัว การพัฒนาอุปกรณ์ที่มีซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ฝังตัวภายใน เช่น อุปกรณ์สื่อสารอย่าง โทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่นวิทยุระบบดิจิทัล เครื่องบันทึกวีดิทัศน์ระบบดิจิทัล ระบบเตือนภัย เครื่องถ่ายรังสีเอกซ์ และ เครื่องมือผ่าตัดด้วยแสงเลเซอร์เป็นต้น ซึ่งล้วนแล้วแต่ต้องการการผนวกรวมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ฝังตัวหรือของอื่น ๆ ที่เป็นผลจากการวิศวกรรมคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน

ในแง่ของศาสตร์เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์นั้น วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ เป็นหนึ่งในห้าสาขาวิชาคอมพิวตอร์ ซึ่งประกอบด้วย สาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์ หรือวิทยาศาสตรคอมพิวเตอร์ สาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ สาขาวิศวกรรมซอฟต์แวร์ สาขาเทคโนโลยีสารสนเทศ หรือเทคโนโลยีสารสนเทศและการสือสาร และ สาขาคอมพิวเตอร์ธุรกิจ หรือ ระบบสารสนเทศทางธุรกิจ.

ประวัติวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ในสหรัฐอเมริกา

ประวัติวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ ในอเมริกาเริ่มจากแต่เดิมเป็นสาขาวิชาเฉพาะทางในวิศวกรรมไฟฟ้า ที่มุ่งศึกษาเกี่ยวกับการวิศวกรรมฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ แต่ต่อมาช่วงหลังปี ค.ศ. 1990 จึงมีการเพิ่มเติมเนื้อหาการศึกษาทางด้านซอฟต์แวร์ หรืออาจมองได้ว่าเกิดจากการรวมกันของวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยาการคอมพิวเตอร์ ถ้าพิจารณาจากสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าแล้ว วิศวกรคอมพิวเตอร์คือวิศวกรไฟฟ้าที่มุ่งเน้นไปที่ระบบฮาร์ดแวร์เชิงดิจิทัล และไม่เน้นทางด้านความถี่วิทยุ หรือไฟฟ้ากำลัง และถ้ามองจากทางวิทยาการคอมพิวเตอร์แล้ว วิศวกรคอมพิวเตอร์จะเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการต่อประสานระหว่างซอฟต์แวร์และระบบฮาร์ดแวร์ ในยุคหลังมีทฤษฏีหลายอย่างที่เกิดขึ้นในสาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ เช่น ระบบเครือข่าย การรักษาความปลอดภัยคอมพิวเตอร์ การประมวลผลภาษาธรรมชาติ หรือ การรู้จำด้วยคอมพิวเตอร์ เป็นต้น

ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ในอเมริกาส่วนมาก เริ่มก่อตั้งขึ้นภายใต้หรือควบคู่กับภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ตามมหาวิทยาลัยต่าง ๆ ตั้งแต่ต้นคริสต์ทศวรรษ 1990 บางมหาวิทยาลัยเลือกที่จะผนวกสาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมซอฟต์แวร์เข้ากับภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ในขณะที่บางที่เช่น สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ เลือกที่จะรวมภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าเข้ากับภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์แทน

งาน

งานด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ แบ่งเป็น 2 สาขาหลัก คือ ด้านซอฟต์แวร์ และ ฮาร์ดแวร์

วิศวกรรมซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์

บทความหลัก: วิศวกรรมซอฟต์แวร์

วิศวกรซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์จะพัฒนา, ออกแบบและทดสอบซอฟต์แวร์ บางวิศวกรซอฟต์แวร์ ออกแบบ, สร้างและบำรุงรักษาโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับบริษัททั่วไป บางคนจัดตั้งเครือข่ายเช่น "อินทราเน็ต"สำหรับบริษัททั่วไป หลายตนทำหรือติดตั้งซอฟต์แวร์ใหม่หรืออัพเกรดระบบคอมพิวเตอร์ วิศวกรซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ยังสามารถทำงานออกแบบแอปพลิเคชัน งานนี้เกี่ยวข้องกับการออกแบบหรือการเข้ารหัสโปรแกรมและแอปพลิเคชันใหม่ เพื่อตอบสนองความต้องการของธุรกิจหรือบุคคล

วิศวกรรมฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์

วิศวกรฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่จะวิจัย, พัฒนา, ออกแบบและทดสอบอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่าง ๆ งานนี้สามารถมีช่วงจากแผงวงจรและไมโครโปรเซสเซอร์ จนถึงเราเตอร์ บางคนปรับปรุงอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่มีอยู่ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและสามารถทำงานร่วมกับซอฟต์แวร์ใหม่ได้ วิศวกรฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ทำงานในห้องปฏิบัติการวิจัยและบริษัท ผลิตเทคโนโลยีชั้นสูง บางคนยังทำงานให้กับรัฐบาลกลาง ตามข้อมูลของสำนักสถิติแรงงานของสหรัฐฯ, 95% ของวิศวกรฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ทำงานในพื้นที่นครบาล พวกเขามักจะทำงานเต็มเวลา ประมาณ 25% ของการทำงานของพวกเขาต้องทำงานมากกว่า 40 ชั่วโมงต่อสัปดาห์ เงินเดือนเฉลี่ยของลูกจ้างวิศวกรคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ที่มีคุณสมบัติ (2012) เป็น $ 100,920 ต่อปี หรือ $48.52 ต่อชั่วโมง วิศวกรคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ทำงาน 83,300 งานในปี 2012 .

สาขาหลัก

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ มีสาขาหลัก ได้แก่

การเข้ารหัส, การถอดรหัส, และการป้องกันข้อมูล

บทความหลัก: Information security

วิศวกรคอมพิวเตอร์ทำงานในการเข้ารหัส, การถอดรหัส และการคุ้มครองข้อมูล เพื่อพัฒนาวิธีการปกป้องข้อมูลต่าง ๆ ใหม่ เช่น ภาพและเพลงดิจิทัล, กระจายข้อมูลดิบในเมมโมรี, การละเมิดลิขสิทธิ์ และการแก้ไขดัดแปลงรูปแบบอื่น ตัวอย่างรวมถึงการทำงานเกี่ยวกับการสื่อสารไร้สาย, ระบบหลายสายอากาศ, การส่งผ่านด้วยแสง และ ลายน้ำดิจิทัล

การสื่อสารและเครือข่ายไร้สาย

บทความหลัก : Communications networks and Wireless network

มุ่งเน้น การสื่อสารและ เครือข่ายไร้สาย, ความก้าวหน้าในระบบการสื่อสารโทรคมนาคมและเครือข่าย, modultion และการเข้ารหัสควบคุมความผิดพลาด, และทฤษฎีสารสนเทศ การออกแบบเครือข่ายความเร็วสูง, การปราบปรามการรบกวน, การออกแบบและการวิเคราะห์ของระบบอดทนต่อความผิดพลาด (อังกฤษ: fault-tolerant system) และ การจัดเก็บและรูปแบบการส่งผ่าน ทั้งหมดนี้เป็นส่วนหนึ่งของพื้นที่ พิเศษ

คอมไพเลอร์และระบบปฏิบัติการ

บทความหลัก : Compiler and Operating system

พืนที่พิเศษนี้ มุ่งเน้นไปที่การออกแบบและพัฒนาคอมไพเลอร์และระบบปฏิบัติการ วิศวกรในสาขานี้พัฒนาสถาปัตยกรรมใหม่ของระบบปฏิบัติการ, เทคนิคการวิเคราะห์โปรแกรม และเทคนิค ใหม่ในการรับประกันคุณภาพ ตัวอย่างของการทำงานในด้านนี้รวมถึง การแปลงรหัสโพสต์-ลิงก์-เวลา, การพัฒนา algorithm และการพัฒนาระบบปฏิบัติการ ใหม่

วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมทางการคำนวณ

บทความหลัก: Computational science and engineering

วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมทางการคำนวณเป็นสาขาวิชาที่ค่อนข้างใหม่ สอดคล้องกับศูนย์ Sloan Career Cornerstone, บุคคลที่ทำงานในพื้นที่นี้ "วิธีการคำนวณจะถูกนำไปใช้ในการกำหนดรูปแบบและการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนด้านวิศวกรรมและด้านฟิสิกข์และสังคมศาสตร์ . ตัวอย่าง รวมถึงการออกแบบอากาศยาน, การประมวลผลแบบพลาสม่าของคุณสมบัตินาโนเมตร บนเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์, การออกแบบวงจร VLSI, ระบบตรวจจับเรดาร์, การขนส่งไอออนผ่านช่องทางชีวภาพและอื่น ๆ อีกมาก"

เครือข่ายคอมพิวเตอร์, การคอมพิวเตอร์เคลื่อนที่, และระบบกระจาย

บทความหลัก : Computer Network, Mobile computing, and Distributed computing

ในพื้นที่พิเศษนี้ วิศวกรสร้างสภาพแวดล้อมที่ครบวงจรสำหรับการคอมพิวเตอร์, การสื่อสาร และการเข้าถึงข้อมูลสารสนเทศ ตัวอย่าง เช่น เครือข่ายไร้สายที่ใช้ช่องทางร่วมกัน, การจัดการทรัพยากรแบบปรับตัวในระบบต่าง ๆ และการปรับปรุงคุณภาพของการบริการในสภาพแวดล้อมที่ มือถือและสภาพแวดล้อม ATM ตัวอย่างอื่น ๆ บางอย่าง รวมถึงการทำงานในระบบเครือข่ายไร้สาย และระบบใช้สายกลุ่มแบบอีเธอร์เน็ตความเร็วสูง

ระบบคอมพิวเตอร์: สถาปัตยกรรม, การประมวลผลแบบขนานและความน่าเชื่อถือ

บทความหลัก : Computer Architecture, Parallel Processing, and Dependability

วิศวกรที่ทำงานในระบบคอมพิวเตอร์จะทำงานในโครงการวิจัยที่ช่วยในการสร้างระบบคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง, เชื่อถือได้และปลอดภัย โครงการเช่นการออกแบบหน่วยประมวลผลแบบ multi-threading และการประมวลผลแบบขนานจะรวมอยู่ในสาขานี้ ตัวอย่างอื่น ๆ ของการทำงานในด้านนี้รวมถึง การพัฒนาทฤษฎีใหม่, ขั้นตอนวิธีการและเครื่องมืออื่น ๆ ที่เพิ่ม ประสิทธิภาพให้กับระบบคอมพิวเตอร์

วิสัยทัศน์และหุ่นยนต์คอมพิวเตอร์

บทความหลัก : Computer Vision and Robotics

ในพื้นที่พิเศษนี้ วิศวกรคอมพิวเตอร์มุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีการตรวจวัดการมองเห็น ที่จะรับรู้สภาพแวดล้อม, การเป็นตัวแทนของสภาพแวดล้อมและการจัดการสิ่งแวดล้อม จากนี้น สารสนเทศสามมิติที่ถูกรวบรวมได้จะถูกดำเนินการในงานที่หลากหลาย งานเหล่านี้รวมถึง การสร้างแบบจำลองของมนุษย์, การสื่อสารด้วยภาพ, และการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับมนุษย์ เช่นเดียวกับอุปกรณ์ เช่นกล้องวัตถุประสงค์พิเศษที่มีเซ็นเซอร์วิสัยทัศน์อเนกประสงค์

ระบบฝังตัว

ตัวอย่างของอุปกรณ์ที่ใช้ระบบฝังตัว

บทความหลัก: ระบบฝังตัว

บุคคลที่ทำงานในพื้นที่นี้จะออกแบบเทคโนโลยีสำหรับการเพิ่มความเร็ว, ความน่าเชื่อถือและ ประสิทธิภาพการทำงานของระบบ ระบบฝังตัวถูกพบในอุปกรณ์จำนวนมากตั้งแต่วิทยุเอฟเอ็มขนาดเล็กจนถึงกระสวยอวกาศ สอดคล้องกับ ศูนย์อาชีพสโลน แคเรีย, การพัฒนาที่กำลังดำเนินการอยู่ในระบบฝังตัว ได้แก่ "ยานพาหนะและอุปกรณ์อัตโนมัติเพื่อดำเนินการค้นหาและช่วยเหลือ, ระบบการขนส่งโดยอัตโนมัติ และการประสานงานของมนุษย์กับหุ่นยนต์ในการซ่อมแซมอุปกรณ์ในอวกาศ"

แผงวงจรรวม, การออกแบบ VLSI, การทดสอบและการ CAD

บทความหลัก : วงจรรวม และ การสร้างวงจรรวมขนาดใหญ่มาก

้พื้นที่พิเศษของวิศวกรรมคอมพิวเตอร์นี้ ต้องมีความรู้เพียงพอของระบบอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า วิศวกรที่ทำงานในพื้นที่นี้จะทำการเพิ่มความเร็ว, ความน่าเชื่อถือและ การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพของการสร้างวงจรรวมขนาดใหญ่มาก (VLSI) และวงจรระบบไมโครรุ่นต่อไป ตัวอย่างของพื้นที่พิเศษนี้เป็นงานที่ทำในการลดการใช้พลังงานของขั้นตอนวิธีการ VLSI และสถาปัตยกรรม

การประมวลสัญญาณ, ภาพและคำพูด

บทความหลัก : Signal processing, Image processing, and Speech processing

วิศวกรคอมพิวเตอร์ในพิ้นที่นี้พัฒนาการปรับปรุงในการปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ รวมทั้งการรู้จำคำพูดและการสังเคราะห์เสียงพูด, การถ่ายภาพทางการแพทย์และทางวิทยาศาสตร์ หรือระบบการสื่อสารอื่น ๆ งานอื่น ๆ ในพื้นที่นี้รวมถึงการพัฒนาวิสัยทัศน์คอมพิวเตอร์ เช่นการรับรู้ใบหน้าของมนุษย์

รจ== การศึกษา == งานวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ระดับขั้นต้นส่วนใหญ่ต้องการอย่างน้อยปริญญาตรีวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ บางครั้งปริญญาวิศวกรรมไฟฟ้าก็ได้รับการยอมรับ เนื่องจากความคล้ายคลึงกัน ของทั้งสองสาขา เพราะวิศวกรฮาร์ดแวร์ทั่วไปได้ทำงานกับระบบซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ พื้นหลัง ในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์มักจะเป็นสิ่งจำเป็น จากสถาบันสถิติแรงงานของสหรัฐฯ "เมเจอร์ของวิศวกรรมคอมพิวเตอร์คล้ายกับวิศวกรรมไฟฟ้า แต่ก็มีบางหลักสูตรวิทยาการคอมพิวเตอร์ถูกเพิ่มเข้าไปในหลักสูตร" บางบริษัทขนาดใหญ่หรืองานที่ต้องใช้ความเชี่ยวชาญพิเศษต้องการระดับปริญญาโท นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งที่สำคัญสำหรับวิศวกรคอมพิวเตอร์ ที่จะต้องตามให้ทันกับความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในเทคโนโลยี ดังนั้นจึงต้องเรียนรู้อย่างต่อเนื่องตลอดอาชีพของพวกเขา

อาชีพและสาขาที่คล้ายคลึง

• Aerospace engineering
• Computer programming
• วิศวกรรมไฟฟ้า
• Software development
• Systems analyst
• วิศวกรรมสื่อประสม

หลักสูตรสาขาวิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์

ประกอบด้วยองค์ความรู้ดังนี้

1. พื้นฐานการเขียนโปรแกรม
2. คณิตศาสตร์ทางคอมพิวเตอร์
3. อิเล็กทรอนิกส์
4. ตรรกศาสตร์ดิจิทัล
5. โครงสร้างข้อมูลและขั้นตอนวิธี
6. โครงสร้างและสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์
7. ระบบปฏิบัติการ
8. ระบบฐานข้อมูล
9. วิศวกรรมซอฟต์แวร์
10. เครือข่ายคอมพิวเตอร์

ดูเพิ่ม

• วิศวกรรมไฟฟ้า
• วิศวกรรมซอฟต์แวร์
• วิทยาการคอมพิวเตอร์
• เทคโนโลยีสารสนเทศ
• ระบบสารสนเทศ
• วิศวกรรมสารสนเทศและการสื่อสาร

อ้างอิง

1. "Computer Software Engineer". Bureau of Labor Statistics. March 19, 2010. Archived from the original on July 26, 2013. Retrieved July 20, 2012.
2. "Computer Hardware Engineers". Bureau of Labor Statistics. January 8, 2014. Retrieved July 20, 2012.
3. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
4. 848141651461561616585631561658"Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
5. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
6. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
7. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
8. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
9. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
10. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
11. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
12. "Computer Engineering Overview". Sloan Career Cornerstone Center. Retrieved July 20, 2012.
13. "Computer Hardware Engineers". Bureau of Labor Statistics. January 8, 2014. Retrieved July 20, 2012.

• ; ACM (12 December 2004). Computer Engineering 2004: Curriculum Guidelines for Undergraduate Degree Programs in Computer Engineering (PDF). p. iii. สืบค้นเมื่อ 2006-04-21. Computer System engineering has traditionally been viewed as a combination of both electronic engineering (EE) and computer science (CS).