مهندسی کامپیوتر

مهندسی کامپیوترکه گاه مهندسی سیستم های کامپیوتری هم نامیده می شود یک شاخه کاری است که مهندسی الکترونیک و علوم کامپیوتر را ترکیب می کند. یک مهندس کامپیوتر، یک مهندس الکترونیک است که تمرکز اصلی اش روی سیستم های رقمی است و کمتر روی فرکانس رادیویی ویا برق قدرت کار می کند.
از دیدگاه علوم رایانه، یک مهندس کامپیوتر یک معمار نرم افزار است که روی تبادل بین برنامه های نرم افزاری و قطعات سخت افزاری زیرین آن تمرکز می کند.

درجه علمی مهندسی رایانه از اوایل دهه ی 1996 م به وجود آمده است. در بعضی از دانشگاه ها دانشکده ی خاصی برای رشته رایانه وجود دارد و در بعضی دیگر دانشکده برق و کامپیوتر با هم ادغام شده اند.

از آنجا که مهندسین رایانه روی الکترونیک و کامپیوتر تمرکز می کنند، برخورد کمتری با دروس دیگر رشته های مهندسی، مثل استاتیک یا دینامیک دارند. و به جای آن با دروس پایه ای کامپیوتر سروکار دارند.

حوزه مطالعات تئوری

· معماری کامپیوتر

· نیمه هادی ها

· تئوری کنترل رقمی

· پردارش سیگنال های رقمی «OSP)

· مهندسی نرم افزار

حوزه های تخصصی

در مهندسی کامپیوتر تخصص های زیر وجود دارد:

· معماری سیستم: سازماندهی کلی کامپیوتر، تقسیم کار بین سخت افزار و نرم افزار، رابط ها.

· طراحی تراشه یا RTL: تبدیل معماری به مشخصات سخت افزاری.

· چیدمان (layout): تبدیل طراحی به ترانزیستورها.

· فرآیند فابریکیشن: توسعه ی تکنولوژی نیمه هادی.

· طراحی بسته یا بورد: طراحی بورد مدار چاپی و بسته ها.

· جمع آوری سیستم: تولید کامپیوتر با استفاده از چندین تراشه و بورد.

هدف:

رشته مهندسی کامپیوتر که به طراحی و ساخت اجزای مختلف رایانه می پردازد، لذا اهمیت بسیار زیادی در دنیای امروز برخوردار است. هدف از طی این دوره تربیت کارشناسانی است که در زمینه تحلیل، طراحی، ساخت و راه اندازی دستگاهها و مجموعه های سخت افزاری جدید، بررسی و شناخت مجموعه های سخت افزاری و نرم افزاری موجود، نگه داری، عیب یابی و تعمیر و اصلاح و توسعه فعالیت کنند.

طراحی، شبیه سازی، فرآوری، پردازش، سنجش، آموزش، ویرایش و ... همه مفاهیمی هستند که با بالاترین دقت و در کوتاهترین مدت زمان ممکن در برنامه های نرم افزاری رایانه انجام می شوند. لذا هدف از این رشته تربیت نیروی متخصص برای انجام امور فوق است.

تواناییهای فارغ التحصیلان

فارغ التحصیلان این مقطع، قابلیتها و تواناییهای زیادی دارند و چنانچه در مسیر مناسب هدایت شوند، قادر خواهد بود مشکلات زیادی را حل کنند. برخی از این تواناییها به شرح زیر است:

1. بررسی و شناخت نرم افزارها و سخت افزارهای جدید و به کارگیری آنها.

2. بررسی کمبودها و نیازهای نرم افزاری و سخت افزاری بخشهای صنعت و خدمات و تدوین نیازهای آنها، امکان سنجی و تعیین ابزار و نیروی انسانی لازم برای رفع کمبودها.

3. تجزیه و تحلیل سیستمهای کوچک و متوسط نرم افزاری و سخت افزاری و ارائه راه حل مناسب برای اجرای آنها.

4. طراحی مجموعه های کوچک و متوسط نرم افزاری و سخت افزرای و تولید طرحهای اجرایی برای انها.

5. اجرای طرحهای کامپیوتری، نصب، آزمایش و آموزش آنها.

6. پشتیبانی و نگه داری سیستمهای نرم افزاری شامل شناسایی خطاها، رفع خطاها و افزودن امکانات جدید به سیستمها.

7. عیب یابی کامپیوترها و سیستمهای کامپیوتری و رفع عیبها.

8. شناسایی فنون جدید طراحی و ساخت رایانه و ارزیابی و به کارگیری آنها.

تواناییهای ذکر شده مربوط به کارشناسان نرم افزار و سخت افزار می باشد، اما روشن است که کارشناسان نرم افزار در محدوده مسائل نرم افزاری توانایی بیشتری دارند و برعکس کارشناسان سخت افزار در محدوده مسائل سخت افزاری از توانایی بیشتری برخوردارند.

ماهیت:
رایانه دارای دو جزء متفاوت سخت افزار و نرم افزار است. اجزاء فیزیکی و قابل لمس رایانه مانند مدارها و بردهای الکترونیکی سخت افزار نامیده می شوند.

نرم افزار جزء غیرقابل لمس رایانه است. نرم افزار برنامه ها و داده هایی است که به رایانه فرمان می دهند که چه عملی را انجام دهد. یک مهندس نرم افزار یاد می گیرد که چگونه نرم افزارهای بزرگ و عظیم را طراحی و برنامه ریزی کند، تست و ارزیابی نهایی نماید و در نهایت مستند سازد.

پس بدین گونه نسبت که یک تعمیرکار کامپیوتری یک مهندس سخت افزار و یک اپراتور رایانه یک مهندس نرم افزار تلقی گردد.

"نرم افزار در حقیقت روح و جان رایانه است که به سخت افزار هویت می بخشد و اصولاً به برنامه ای گفته می شود که برای به کارگیری سخت افزار ساخته شده باشد.

نرم افزارها را می توان به دوره کلی دسته بندی کرد که عبارتند از : نرم افزارهای سیستمی و نرم افزارهای کاربردی.

نرم افزراهای سیستمی برنامه هایی هستند که رایانه برای فعال شدن یا سرویس دادن به آن نیاز دارد و این دلیل از سوی سازندگان سیستم کامپیوتری عرضه می شوند و مهمترین آنها سیستم عامل، برنامه های سودمند و مترجم های زبان می باشد.

نرم افزارهای کاربردی نیز برنامه هایی هستند که کاربر یا خود آن ها را می نویسد یا شرکت های نرم افزاری آنها را تهیه کرده و برای فروش عرضه می کنند. این گونه برنامه ها معمولاً عمومیت برنامه های سیستم را نداشته و برای زمینه های مختلف مهندسی، علمی، تجاری، آموزشی، تفریحی و یا طراحی نوشته می شوند."

"مهندسی سخت افزار در مقطع لیسانس به مطالعه و بررسی طراحی سخت افزاری، کنترل سخت افزاری و شبکه های کامپیوتری می پردازد. برای مثال یک مهندس سخت افزار می تواند طراحی سخت افزاری کند که با IC ها کار کند، با رایانه کار کند و یا از دروازه های رایانه استفاده نماید و در نهایت می تواند به طراحی مدارهای مجتمع دیجیتالی بپردازد. که البته به این بخش از سخت افزار بیشتر در مقطع کارشناسی ارشد و دکتری پرداخته می شود."

گرایش های مقطع لیسانس

رشته مهندسی کامپیوتر در مقطع کارشناسی دارای دو گرایش سخت افزار و نرم افزار است که البته این دو گرایش در مقطع کارشناسی تفاوت قابل توجهی با یکدیگر ندارند.

گرایش سخت افزار

در برگیرنده فعالیت های آموزشی، پژوهشی و صنعتی در خصوص قطعات، بردها، تجهیزات و در نهایت سیستم های کامپیوتری در مقیاس های مختلف است و یکی از شاخه های مهم آن به نام معماری رایانه (طراحی و ساخت کامپیوتر) می باشد."

گرایش نرم افزار

"هدف از گرایش نرم افزار کامپیوتر، آموزش و پژوهش در زمینه زبانهای مختلف برنامه نویسی، سیستم های عامل مختلف و طراحی انواع الگوریتم ها می باشد."

آینده شغلی، بازار کار، درآمد

با توجه به گسترش روزافزون دنیای رایانه امروزه بیش از هر زمان دیگری نیاز به متخصصان رایانه احساس می شود. امروزه یک مهندس کامپیوتر اگر علاقمند به کار باشد، هیچ وقت با مشکل بیکاری روبه رو نمی شود. به خصوص مهندسین نرم افزار فرصت های شغلی بیشتری داشته و برای کارکردن نیاز به امکانات و تجهیزات زیادی ندارند. فرصت های شغلی این رشته به حدی گسترده و متعدد است که نه تنها فارغ التحصیلان این رشته به راحتی جذب بازار کار می شوند بلکه دانشجویان دو سال آخر این رشته نیز می توانند وارد بازار کار شده و فعالیت کنند. برای مهندسین سخت افزار هم امکان کار در شرکتهای تولید کننده قطعات و دستگاهها و مراکز صنعتی – تولیدی بسیار فراهم است و از نظر سطح درآمدی هم با توجه به دانش و پشتکار شخصی در حد قابل قبول و ایده آلی قرار دارند. از طرفی با توجه به استفاده روزافزون از شبکه اینترنت زمینه کار در این موضوع نیز بسیار مهیاست.

توانایی های جسمی، علمی، روانی و ... مورد نیاز

توانایی علمی

یک مهندس کامپیوتر باید سخت کوش و با پشتکار باشد چون رشته رایانه رشته پویایی است و همیشه باید اطلاعاتش به روز بوده و به دنبال فراگرفتن مطالب جدید باشد. مهندس رایانه باید پایه ریاضی قوی داشته و توانایی اش در زمینه فیزیک خوب باشد. همچنین لازم است فردی خلاق باشد تا بتواند مسایل را از راههای ابتکاری حل کند.

علاقمندیها

مهندس رایانه نرم افزار و سخت افزار باید به یادگیری و مطالعه علاقمند باشد تا پیشرفت در خور توجه داشته باشد. همچنین باید از جستجو و کاوش در مدارها و ریزساختارها استقبال کند و به کار با رایانه علاقه داشته باشد.

توانایی مالی

با توجه به توضیحات گفته شده داشتن یک دستگاه رایانه برای یک مهندس رایانه امری ضروری به نظر می رسد ولی این گونه نیست که بدون داشتن رایانه دانشجویان از ادامه تحصیل و پیشرفت باز بمانند.

وضعیت نیاز کشور به این رشته

رشته کامپیوتر که باعث جهانی شدن اطلاعات و ارتباطات شده است ، رشته روز و رشته آینده است تا جایی که پیش بینی می شود تا 10 سال دیگر در کشورهای پیشرفته مردم همان قدر که بر نیروی برق وابسته هستند به شبکه اینترنت وابسته خواهند شد. با توجه به توضیحات گفته شده روند رو به رشد استفاده از رایانه در زندگی روزانه اشتغال و موقعیت کاری برای فارغ التحصیلان این رشته فراهم است تا در قالب شرکتهای تولیدکننده نرم افزار، شرکتهای تولیدکننده قطعات، مراکز صنعتی – تولیدی، شرکتها و موسسات خدماتی، مراکز آموزشی و ... مشغول به کار شده و فعالیت کنند. با توجه به پیشرفت کند ایران نسبت به جامعه جهانی رایانه در سالهای اخیر نیاز به مهندسین خلاق و کوشا در این زمینه کاملاً احساس می شود.

روند رو به رشد استفاده از رایانه در محافل عمومی و خصوصی، استفاده گسترده از شبکه اینترنت و زمینه های مرتبط با آن، فراهم آمدن شرایط آموزش و تجارت الکترونیک همه و همه دست به دست هم داده اند تا از اکنون چشم انداز روشنی نسبت به آینده این رشته وجود داشته باشد به نحوی که فعالان در این زمینه از آینده معلوم و مطمئنی برخوردار خواهند بود. تنها نگرانی به قسمت نرم افزار مربوط می شود که باید مهندسان خلاق ایرانی اقدام به تهیه نرم افزارهای گوناگون و کارآمد کرده تا تنها مصرف کننده صرف نباشیم.

نکات تکمیلی

"بعضی از افراد تصور می کنند که مهندسی سخت افزار در حد یک تعمیرکار رایانه است در حالی که کار یک مهندس سخت افزار، تعمیر یا نصب و راه اندازی رایانه نیست. هر چند که می تواند چنین کاری را انجام دهد. در واقع کار یک مهندس سخت افزار، طراحی های سخت افزاری است و به همین دلیل در دانشگاه دروسی مثل ریاضیات و یا مدارهای منطقی را مطالعه می کند همچنین برخلاف تصور کسانی که یک اپراتور را در حد یک مهندس نرم افزار می دانند، باید گفت که یک مهندس نرم افزار لازم است از دانش ریاضی خوبی برخوردار باشد تا بتواند برنامه های کامپیوتری را طراحی کند و آنها را توسعه دهد. برای مثال باید بتواند یک کار گرافیکی را از بنیان طراحی کند. کاری که از عهده یک اپراتور بر نمی آید. و به همین دلیل ما معتقدیم که کلاسهای آزاد آموزش رایانه هیچ وقت نمی توانند یک مهندس کامپیوتر پرورش دهند."

مهندسی کامپیوتر دانشی مرکب از مباحث رشته‌های مهندسی الکترونیک وعلم کامپیوتر است.

معرفی کاملی از رشته مهندسی کامپیوتر

بطور خلاصه کامپیوتر دستگاهی است كه قدرت خارق العاده‌ای برای محاسبه دارد و می‌تواند بوسیله ابزارهای جانبی با محیط بیرون ارتباط برقرار كند. جایگاه كامپیوتر در دنیای امروز همین بس كه عصر حاضر عصر كامپیوتر است. هدف این قسمت معرفی مهندسی كامپیوتر است و از سه بخش تشكیل شده است.

اول آنکه كه آشنایی با كامپیوتر است، قدری درباره دستگاه كامپیوتر، جایگاه آن در دنیای امروز و روحیات افرادی كه با آن كار می‌كنند صحبت خواهد شد. در بخش اول ما به سه سؤال جواب كوتاهی می‌دهیم اول اینكه كامپیوتر چیست؟ دوم اینكه جایگاه كامپیوتر در دنیای امروز كجاست؟ سوم اینكه چه كسانی با كامپیوتر كار می‌كنند؟

اینك به این سؤال پاسخ می‌دهیم كه چه كسانی با كامپیوتر كار می‌كنند؟ مسلما شما دانش‌آموزان، هر رشته‌ای را كه برای تحصیل انتخاب كنید با كامپیوتر به عنوان یك كاربرد سرو كار خواهید داشت ولی در این رشته علاوه بر كاربر بودن سازنده سیستم‌های كامپیوتری نیز خواهید بود.

اگر رشته مهندسی كامپیوتر را به عنوان رشته تحصیلی انتخاب می‌كنید باید انسان ماجراجویی باشید و با طبع همیشه در حال پیشرفت این رشته سازگار باشید.

مطلب مهم دیگر آنكه چون تقریبا تمام كتب و منابع موجود در این رشته به زبان انگلیسی است و این منابع و اطلاعات به سرعت در حال تغییر هستند و امكان سریع ترجمه آنها نیز به فارسی وجود ندارد از این رو تسلط كافی به زبان انگلیسی در این رشته بسیار مهم است. دروس ریاضی و فیزیک نیز همانند دیگر رشته‌های مهندسی در این رشته كاربرد وسیعی دارد.

مهندسی کامپوتر یکی از نیاز امروز بشر است . نیاز هر اجتماعی به مهندسان کامپیوتر کاملا محسوس است و مهندسی کامپیوتر از عوامل توسعه یک کشور است

بازار کار

دانشجویانی که از این رشته فارغ التحصیل می‌شوند و با توجه به نیاز بازار و سفارشاتی که از مراکز متنوع و متفاوت کشور دریافت می‌کنند توانایی انجام این کارها را برای امرار معاش و عرضه توانمندی های خود برای بهبود و بهره‌وری بالای امور کشور را دارا هستند، برنامه نویس برای سایت‌ها با توجه به محتوای درخواستی و مکانیزم عمل تست‌های مختلف یک برنامه، ساخت مدارهایی که قادر به ارتباط با کامپیوتر باشند همچنین ساخت ابزارهای جانبی برای کامپیوتر، ساخت مدارهای ساده منطقی، ساخت سخت افزارهای که برای پردازش الگوریتم‌هایی که با کامپیوتر های معمول قابل پیاده سازی نیستند، برنامه نویسی سیستمی طراحی مدارهای مجتمع (IC) طراحی سیستم های خبره و سیستم های اطلاعاتی، فراهم کردن ساخت نرم افزار برای استفاده در کامپیوتر.

مهندسی کامپیوتر به عنوان رشته دانشگاهی (ایران)

این رشته در ابتدا تحت پوشش رشته‌ای به نام انفورماتیک و تحت نظر دانشکده‌های ریاضی تدریس می‌شد. هم اکنون این رشته در اکثر دانشگاه‌ها با عنوان مهندسی کامپیوتر و تحت نظر دانشکده فنی (یا مهندسی) ارائه می‌گردد. گرایش‌های رشته مهندسی کامپیوتر و رده بندی تحصیلی آن در ایران به شرح زیر است:

مقطع

گرایش‌ها

کاردانی

نرم افزار

کارشناسی

مهندسی نرم افزار

مهندسی سخت افزار

مهندسی فناوری اطلاعات

کارشناسی ارشد

معماری کامپیوتر

مهندسی نرم افزار

هوش مصنوعی

الگوریتم ها و محاسبات

مهندسی فناوری اطلاعات

تعاریف دیگری از مهندسی کامپیوتر

"انسان باید بیندیشد ولی ماشین باید کار کند." این شعار متخصصان کامپیوتر است. متخصصانی که با پیشرفت و توسعه ی کامپیوتر توانسته اند مغز و عضلات انسان را از اشتغالات تکراری و پیش پا افتاده نجات بخشند و او را در دفع مشکلات و مسایل یاری دهند تا جایی که در کشورهای صنعتی و پیشرفته، کامپیوتر در زندگی افراد حضوری اجتناب ناپذیر دارد. به همین دلیل رشته ی مهندسی کامپیوتر که به طراحی و ساخت اجزای مختلف و نیز نرم افزارهای مورد نیاز جهت کار با کامپیوتر می‌پردازد، از اهمیت بسیاری برخوردار است. این رشته در کشور ما نیز اهمیت بسیاری داشته و تا مقطع دکتری تدریس می‌شود. گفتنی است که رشته ی مهندسی کامپیوتر در مقطع کارشناسی دارای دو گرایش سخت افزار و نرم افزار است که البته این دو گرایش در مقطع کارشناسی تفاوت قابل توجهی با یکدیگر ندارند.

گرایش سخت افزار

هر کامپیوتر دارای دو جزء متفاوت سخت افزار و نرم افزار است که در این میان سخت افزار جزء فیزیکی کامپیوتر بوده و شامل صفحه کلید، صفحه نمایش، چاپگر و دیسک‌ها می‌شود. اجزای فیزیکی و قابل لمس کامپیوتر مانند مدارها و بردهای الکترونیکی، سخت افزار نامیده می‌شود. مهم ترین واحد سخت افزار در مقطع لیسانس به مطالعه و بررسی طراحی سخت افزاری، کنترل سخت افزاری و شبکه های کامپیوتری می‌پردازد. برای مثال یک مهندس سخت افزار می‌تواند به طراحی بخش های سخت افزاری کامپیوتر شامل پردازش گر مرکزی (CPU) ، پورت های ورودی و خروجی و سیستم‌ها و مدارات جانبی می‌پردازد، مباحث درسی در رشته ی سخت افزار به مطالب درسی در رشته ی مهندسی برق و الکترونیک نزدیک بوده خصوصا تمام مطالب شاخه ی دیجیتال شامل مدارهای مختلف، معماری کامپیوتر و میکروپروسسورهای 1 و 2، الکترونیک دیجیتال و ... را شامل می‌شود که البته به این بخش از سخت افزار بیشتر در مقطع کارشناسی ارشد و دکتری پرداخته می‌شود.

گرایش نرم افزار

نرم افزار جزء غیر قابل لمس کامپیوتر است. برنامه‌ها و داده هایی است که به کامپیوتر فرمان می‌دهند که چه عملی را انجام دهد. نرم افزار در حقیقت روح و جان کامپیوتر است که به سخت افزار هویت می‌بخشد و اصولا به برنامه ای گفته می‌شود که برای به کارگیری سخت افزار ساخته شده باشد. نرم افزار‌ها را می‌توان به دو رده ی کلی دسته بندی کرد که عبارت اند از: نرم افزارهای سیستمی و نرم افزارهای کاربردی. نرم افزارهای سیستمی برنامه هایی هستند که کاربر، یا خود آن‌ها را می‌نویسد یا شرکت های نرم افزاری آن‌ها را تهیه کرده و برای فروش عرضه می‌کنند. این گونه برنامه‌ها معمولا عمومیت برنامه های سیستم را نداشته و برای زمینه های مختلف مهندسی، علمی، تجاری، آموزشی، تفریحی و یا طراحی نوشته می‌شوند.

توان مندی‌ها و ویژگی های لازم

یک مهندس کامپیوتر باید سخت کوش و با پشتکار باشد چون رشته ی کامپیوتر رشته ی پویایی است و دانشجو باید همیشه اطلاعاتش به روز بوده و به دنبال فرا گرفتن مطالب جدید باشد. در نتیجه کسانی که می‌خواهند فقط چهار سال درس بخوانند و بعد مطالعه را کنار گذاشته و وارد بازار کار شوند، در این رشته موفق نخواهند شد و بر عکس افرادی که همیشه به دنبال مطالعه و فراگیری هستند، در این رشته موفق می‌شوند. مهندس کامپیوتر باید پایه ی ریاضی قوی داشته و توانایی اش در زمینه ی فیزیک خوب باشد. هم چنین لازم است که فردی خلاق باشد تا بتواند مسایل را از راه حل های ابتکاری حل کند. راه حل هایی که کمترین هزینه و بهترین کارآیی را داشته باشد.

درس های مهم در این رشته:

ضرایب و عنوان درس های اختصاصی رشته ی مهندسی کامپیوتر در هر دو گرایش در آزمون سراسری به شرح زیر است: ریاضیات:4، فیزیک:3، شیمی:2، درس های فنی:3

طبق تعریف کنونی فرهنگ لغت انگلیسی آکسفورد کامپیوتر ابزاری برای انجام محاسبات یا عملیات های کنترلی قابل بیان به صورت جملات عددی یا منطقی می باشد. با وجود درستی، این تعریف و تعاریفی که در دیگر فرهنگ های لغت یافت می شود آنقدر عام هستند که هیچ تمایزی بین گونه های مختلف قدیمی، کنونی و بالقوه ی آینده قرار نمی دهند. سئوالات پر مفهوم تر می توانند این ها باشند: انواع مختلف کامپیوتر کدام می باشد؟ یا ویژگی ها و قابلیت های متمایز کننده ی کامپیوترهای عصر حاضر چیست؟

ریشه یابی

معنای کلمه کامپیوتر تغییر کرده اما همواره عقب تر از قابلیت های ماشین های امروزی بوده است. این کلمه در اصل، برای توصیف شخصی که محاسبات ریاضی را انجام می داده بکار می رفته و این مورد استفاده هنوز معتبراست. فرهنگ لغت انگلیسی آکسفورد سال 1897م را به عنوان اولین سالی که این کلمه به یک ماشین محاسبه گر مکانیکی اطلاق شد ثبت کرده است. تا سال 1946م از طرف فرهنگ لغت انگلیسی آکسفورد چندین مشخصه برای تمیز دادن گونه های مختلف ماشین ها ارائه شد. از جمله این مشخصه ها آنالوگ، دیجیتال و الکترونیکی بودن می باشد. به هر حال طبق متون بدست آمده این کلمه ها قبل از سال 1946 مورد استفاده قرار می گرفته اند.

سرعت نمایی توسعه کامپیوتر

پیچیدگی دسته بندی گونه های مختلف کامپیوتر با رشد نمایی ظرفیت محاسبه ترکیب شده است. به طور تقریبی ظرفیت محاسباتی ماشین های محاسبه (دستورالعمل های اجرا شده در هر ثانیه به ازای هر 1000 دلار هزینه) از سال 1900 هر 18 تا 24 ماه دو برابر شده است. اول بار Gordon E. Moore از اعضاء اینتل، این ویژگی توسعه کامپیوتر را در سال 1965م ارائه داد قانون مور. رشد نمایی ظرفیت توسط تکامل سریع تکنیک های مهندسی ساخت کامپیوتر تقویت می شده است. همزمان با این افزایش ظرفیت به ازاء هر واحد هزینه به طرز چشمگیری کوچک شده است. اولین کامپیوترهای الکترونیکی از جمله انیاک (که در سال 1945م معرفی شد)، دستگاه های غول پیکری بودند که چندین تن وزن داشتند فضای زیادی را اشغال می کردند و برای کار کردن به اپراتورهای بسیاری نیاز داشتند. این کامپیوترها آنقدر گران بودند که فقط دولت ها و موسسه های تحقیقاتی بزرگ از عهده ی خرید آن برمی آمدند و آنقدر عجیب و غریب به نظر می آمدند که تصور می شد تعداد کمی از آنها برای ارضای تمامی تقاضاهای جهان کافی باشد. در مقایسه کامپیوترهای جدید اوج شکوه و زیباییاند: پرقدرت تر، ارزان تر، کوچکتر، و در دسترس تر.

دسته بندی کامپیوترها

برای تعریف یک کامپیوتر لازم است روشی برای دسته بندی ماشین های محاسبه گر بیابیم. بخش های بعد چند معیار و مشخصه برای دسته بندی کامپیوترها ارائه می دهد. برای دادن تعریفی نامبهم از یک ماشین فرضی باید از ترکیب این مشخصه ها استفاده کرد.

دسته بندی براساس استفاده های مورد نیاز

ساده ترین معیار دسته بندی ماشین های محاسبه، موارد استفاده آنها است. این مشخصه توسط سازندگان کامپیوتر، برای توصیف محصول خود، و استفاده کنندگان کامپیوتر برای توصیف ماشینی که با آن تعامل دارند مورد استفاده قرارمی گیرد. برای مثال:

رایانه های شخصی

رایانه های بزرگ

لب تاب

ایستگاه کاری رایانه یا (Workstation)

کامپیوترهای کوچک

ابر کامپیوتر

*ابرکامپیوترهای کوچک

*Enterprise Server یا سرور حرفه ای

*PDA

*کامپیوترهای پوشیدنی

ماهیت عامیانه این دسته بندی آنرا به ابهام می کشاند. این دسته فقط ماشین های کنونی و در دسترس را شامل می شود. سرعت زیاد توسعه کامپیوتر باعث پیدا شدن کاربردهای تازه و در نتیجه منسوخ شدن تعاریف کنونی می شود. بسیاری از کامپیوترهایی که دیگر مورد استفاده نیستند، از جمله تحلیل گر تفاضلی معمولاً در این لیست ها قرار نمی گیرند. برای تعریف واضح کلمه کامپیوتر به معیارهای دیگری نیازمندیم.

دسته بندی براساس تکنولوژی اجرای برنامه

یک مشخصه نامبهم تر برای دسته بندی ماشین های محاسبه فن آوری اجرای برنامه آنها است. کامپیوترهای اولیه کاملاً مکانیکی بودند. در دهه ی 1930م اولین کامپیوترهای تمام الکترونیک از سوپاپ های ترمیونی ساخته شد. در دهه 1950 و دهه 1960 سوپاپ ها جای خود را به ترانزیستورها داد و در اواخر دهه 1960 و اوایل دهه1970 مدار مجتمع های نیمه هادی (تراشه های سیلکونی) مورد استفاده قرار گرفته و از آن زمان محور اصلی فن آوری محاسبه شدند.

این توصیف فن آوری اجرا جامع نیست و تنها جریان اصلی توسعه را نقل می کند. از لحاظ تاریخی بسیار فن آوری ها کشف و منسوخ شده است. برای مثال، با استفاده از جریان آب از میان کانال های جمع شده مدل های اقتصادی ساخته شد. بین سالهای 1903 تا 1909 Percy E. Ludgate طرحی از یک ماشین بافندگی تحلیلی برنامه پذیر ارائه داد که در آن متغیرها از طریق ماکوها منتقل می شوند.

تلاش ها برای ساخت کامپیوترهای نوری که به جای جریان برق از نور استفاده می کند همچنان ادامه دارد و احتمال امکان استفاده از DNA برای محاسبه مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از عرصه های تحقیقاتی جدید که می تواند منجر به ساخت کامپیوترهایی با توانایی های جدید و چشمگیر شود، محاسبه کوانتومی است که هنوز مراحل آزمایشی اولیه را سپری می کند. برای دسته بندی کامپیوترهای به استثناء کامپیوترهای کوانتومی تکنولوژی اجرای برنامه به اندازه ویژگی های طرح کامپیوتر اهمیت ندارد.

دسته بندی بر اساس ویژگی های طرح

کامپیوترهای جدید بسیاری از ویژگی های طراحی که طی سال های طولانی توسط سازندگان مختلف به دست آمده را دارا هستند. این ویژگی ها اغلب از تکنولوژی اجرای برنامه مسقل هستند. کامپیوترهای جدید قدرت و قابلیت های خود را از تعامل این ویژگی ها بدست آورده اند. چند نمونه از مهمترین ویژگی های طرح کامپیوتر در زیر آمده است.

دیجیتال در برابر آنالوگ

اساسی ترین بخش طراحی کامپیوتر تعیین دیجیتالی یا آنالوگ بودن آن است. کامپیوترهای دیجیتالی مقادیر نمادی یا عددی گسسته و کامپیوترهای آنالوگ سیگنال های اطلاعاتی پیوسته را پردازش می کنند. کامپیوترهای دیجیتالی از دهه 1940 رایج شدند هرچند هنوز از کامپیوترهای آنالوگ برای اهداف خاصی مثل رباتیک و کنترل سیکلوترون استفاده می شود. دیگر دستاوردها، مثل کامپیوترهای پالسی و کامپیوترهای کوانتومی محتمل اند اما یا برای اهداف خاص مورد استفاده قرار می گیرند یا هنوز مراحل آزمایشی را می گذرانند.

سیستم دودویی در برابر ده دهی

یک از دستاوردهای مهم در کامپیوترهای دیجیتالی معرفی سیستم عددی دودویی به عنوان سیستم عددی درونی کامپیوتر بود. این طرح ضرورت استفاده از مکانیسم های پیچیده انتقال اعداد برای کامپیوترهای مبتنی بر دیگر سیستم های عددی از جمله ده دهی را از بین برد به کارگیری سیستم دودویی منجر به ارائه ی طرح های ساده ای برای انجام توابع ریاضی و عملیات های منطقی شد.

برنامه پذیری

امکان برنامه ریزی یک کامپیوتر - دادن دستوراتی به آن برای اجرا - بدون دستکاری فیزیکی آن یکی از ویژگی های اساسی طراحی بیشتر کامپیوترها است. این ویژگی، با ساخت ماشین هایی که می توانست به طور پویا جریان اجرای برنامه را کنترل کند به شدت توسعه یافت. ای ویژگی کامپیوترها را قادر ساخت تا ترتیب اجرای دستورات را بسته به اطلاعات بدست آمده از برنامه ی در حال اجرا، کنترل کند. این دستاورد بزرگ با معرفی ریاضیات دودویی که می شد برای نمایش عملیات های منطقی مختلف از آن استفاده کرد، به طرز چشمگیری ساده شد.

ذخیره سازی

در حین انجام محاسبات اغلب ضروری است مقادیر واسطه برای محاسبات بعدی ذخیره شوند. کارآیی اکثر کامپیوترها تا حد زیادی وابسته به سرعت خواندن و یا نوشتن مقادیر به حافظه و نیز ظرفیت کلی حافظه است. در اصل از حافظه فقط برای ذخیره مقادیر واسطه استفاده می شد اما در دهه 1940 فرضیه ذخیره خود برنامه در حافظه ارائه شد. این دستاورد منجر به ساخت اولین کامپیوترهای برنامه دار از نوع امروزی شد.

دسته بندی بر اساس قابلیت ها

شاید بهترین راه دسته بندی گونه های مختلف ماشین های محاسبه، بر اساس قابلیت های ذاتی آن باشد و نه موارد استفاده، تکنولوژی اجرا و ویژگی های طرح آن.

کامپیوترها بر اساس قابلیت و توانایی، به سه دسته تقسیم می شوند: دستگاه های تک منظوره که فقط یک کار را می توانند انجام دهند ( مثل 87 BC Antikythera mechanism و پیشگویی کننده جزر و مد Tide Predictor Lord Kelvin 1876، دستگاه های چند منظوره که تعداد محدودی کار را انجام می داد (مثل موتور تفاضلی شماره یک Charles Babbage 1832 و تحلیل گر تفاضلیVannevar Bush 1932 و دستگاه های همه منظوره از نوع امروزی. از نظر تاریخی کلمه کامپیوتر به هر سه نوع این ماشین اطلاق می شده اما استفاده عامیانه معمولاً آنرا به ماشین های همه منظوره محدود می کند.

مهندسی کامپیوتر

هدف:

تواناییهای فارغ التحصیلان

گرایش های مقطع لیسانس

گرایش سخت افزار

گرایش نرم افزار

آینده شغلی، بازار کار، درآمد

توانایی های جسمی، علمی، روانی و ... مورد نیاز

توانایی علمی

علاقمندیها

نکات تکمیلی

معرفی کاملی از رشته مهندسی کامپیوتر

بازار کار

مهندسی کامپیوتر به عنوان رشته دانشگاهی (ایران)

گرایش سخت افزار

گرایش نرم افزار

توان مندی‌ها و ویژگی های لازم

درس های مهم در این رشته:

ریشه یابی

سرعت نمایی توسعه کامپیوتر

دسته بندی کامپیوترها

دسته بندی براساس استفاده های مورد نیاز

دسته بندی براساس تکنولوژی اجرای برنامه

دسته بندی بر اساس ویژگی های طرح

دیجیتال در برابر آنالوگ

سیستم دودویی در برابر ده دهی

برنامه پذیری

ذخیره سازی

دسته بندی بر اساس قابلیت ها

مطالب مشابه :

رشته ی مهندسی کامپیوتر چیست؟

رشته مهندسی کامپیوتر

سخت افزار کامپیوتر

هک کردن کامپیوتر

رشته ی IT چیست؟

مهندسی کامپیوتر

لیست کامپیوتر و قطعات دسته دوم برای فروش

ارتباط دسته PlayStation با کامپیوتر 1