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컴퓨터 공학

Computer engineering
컴퓨터 공학
직종.
이름컴퓨터 엔지니어
직업 유형
공학 기술
액티비티 섹터
정보기술, 테크놀로지 산업, 엔지니어링 산업
전문하드웨어 엔지니어링, 소프트웨어 엔지니어링, 소프트웨어 프로그래밍, 로보틱스, 네트워킹
묘사
능력기술 지식, 하드웨어 설계, 소프트웨어 설계
필드
고용.
과학, 테크놀로지, 엔지니어링, 산업, 컴퓨터, 탐사

컴퓨터 공학(CoE 또는 CpE)은 컴퓨터 하드웨어와 [1]소프트웨어개발하는 데 필요한 컴퓨터 공학 및 전자 공학 분야의 여러 분야를 통합하는 전기 공학 분야입니다.컴퓨터 엔지니어들은 보통 소프트웨어 공학이나 전자 공학뿐만 아니라 전자 공학, 소프트웨어 설계 및 하드웨어와 소프트웨어의 통합에 대한 교육을 받습니다.컴퓨터 엔지니어는 개별 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 퍼스널 컴퓨터 및 슈퍼컴퓨터의 설계부터 회로 설계에 이르기까지 컴퓨팅의 많은 하드웨어 및 소프트웨어 측면에 관여하고 있습니다.이 공학의 분야는 컴퓨터 시스템 자체의 작동 방식뿐만 아니라 컴퓨터 시스템이 어떻게 더 [2]큰 그림으로 통합되는지에 초점을 맞추고 있습니다.로봇은 컴퓨터 공학의 응용 분야 중 하나이다.

컴퓨터 엔지니어와 관련된 일반적인 작업에는 임베디드 마이크로 컨트롤러용 소프트웨어와 펌웨어 쓰기, VLSI설계, 아날로그 센서 설계, 혼합 신호 회로 기판 설계운영 체제 설계포함됩니다.컴퓨터 엔지니어들은 또한 모터, 통신 센서와 같은 전기 시스템을 제어하고 감시하기 위해 디지털 시스템을 사용하는 데 크게 의존하는 로봇 연구에도 적합합니다.

많은 고등교육기관에서 컴퓨터 공학과 학생들은 컴퓨터의 설계와 응용에 사용되는 모든 지식의 범위가 학부 학위의 범위를 벗어나기 때문에 3학년과 4학년에서 심층적인 연구 분야를 선택할 수 있습니다.그 외의 학교에서는, 컴퓨터 공학을 주된 [3][4][5][6]중점이라고 선언하기 전에, 공학도에게 1년 또는 2년간의 일반 공학을 이수하도록 요구할 수 있습니다.

PC에 사용되는 이 컴퓨터 마더보드는 컴퓨터 엔지니어링 노력의 결과입니다.

역사

최초의 기계식 컴퓨터인 '차이 엔진'입니다.
ENIAC, 최초의 전자 컴퓨터.

컴퓨터 공학은 존 빈센트 아타나소프클리포드 베리가 물리, 수학, 전기 공학통해 세계 최초의 전자 디지털 컴퓨터를 개발하기 시작한 1939년에 시작되었다.존 빈센트 아타나소프는 한때 아이오와 주립대학의 물리학과 수학 교사였고 클리퍼드 베리는 전기공학과 물리학과를 졸업했다.그들은 함께 ABC로도 알려진 Atanasoff-Berry 컴퓨터를 만들어 [7]완성하는데 5년이 걸렸다.원래 ABC는 1940년대에 해체되고 폐기된 반면, 고인이 된 발명가들에게 헌정되었고, ABC의 복제품은 1997년에 만들어졌으며, 그곳에서 4년 동안 연구자들과 엔지니어들로 구성된 팀이 [8]건설하는 데 35만 달러가 소요되었다.

현대의 개인용 컴퓨터는 반도체 기술의 몇 가지 비약적인 발전 후에 1970년대에 등장했다.이 윌리엄 쇼클리, 존 바딘 월터 브래튼 벨 연구소에서 1947,[9]평면 과정에서 장 Hoerni,[10][11]에 의해 로버트 노이스 페어차일드 반도체에서 1959,[12]의 모 놀리식 집적 회로 칩까지 첫번째 작업 트랜지스터 모하메드 A에 의해 metal-oxide-semiconductor 전계 효과 트랜지스터(MOSFET또는 MOS트랜지스터)을 포함한다talla과 Dawo1959년에는 [13][14][15]Bell Labs에서 n Kahng, 1971년에는 [16]인텔에서 Federico Faggin, Marcian Hoff, Masotoshi Shima 및 Stanley Mazor에 의해 싱글 칩 마이크로프로세서(Intel 4004)개발되었습니다.

컴퓨터 공학 교육의 역사

미국 최초의 컴퓨터 공학 학위 프로그램은 1971년 오하이오주 [17]클리블랜드의 케이스 웨스턴 리저브 대학에서 설립되었습니다.2015년 현재 [18]미국에는 250개의 ABET 인증 컴퓨터 공학 프로그램이 있으며, 유럽에서는 EQANIE 네트워크의 다양한 기관에서 컴퓨터 공학 학교 인증을 실시하고 있습니다.하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어를 동시에 설계하고 업계에서 사용되는 모든 형태의 컴퓨터 시스템을 관리할 수 있는 엔지니어의 직무 요건이 증가하고 있기 때문에 세계 각지의 일부 제3의 대학은 일반적으로 컴퓨터 공학이라고 불리는 학사 학위를 제공하고 있습니다.컴퓨터 공학 및 전자 공학 프로그램 모두 커리큘럼에 아날로그 및 디지털 회로 설계를 포함합니다.대부분의 공학 분야와 마찬가지로, 수학과 과학에 대한 건전한 지식을 가지는 것은 컴퓨터 엔지니어들에게 필수적이다.

교육

일부 대학에서는 컴퓨터 공학을 컴퓨터 공학과 공학이라고 부른다.대부분의 엔트리 레벨의 컴퓨터 엔지니어링 업무에는 컴퓨터 엔지니어링(또는 컴퓨터 공학 및 엔지니어링) 학사 이상의 학위가 필요합니다.전형적으로 미적분, 대수, 삼각법과 같은 일련수학과 컴퓨터 과학 [citation needed]수업을 배워야 한다.전자공학 또는 전기공학 학위도 두 분야가 비슷하기 때문에 충분합니다.하드웨어 엔지니어는 일반적으로 컴퓨터 소프트웨어 시스템으로 작업하기 때문에 컴퓨터 프로그래밍에 대한 강력한 경험이 필요합니다.BLS에 따르면 컴퓨터 공학을 전공하는 것은 전기공학과 비슷하지만 커리큘럼에 컴퓨터 공학과가 일부 추가된다.[19]일부 대기업이나 전문직은 석사 학위를 요구한다.

컴퓨터 엔지니어들이 기술의 빠른 진보를 따라잡는 것 또한 중요하다.그러므로, 많은 사람들이 직업을 통해 계속 배웁니다.이것은 특히 새로운 기술을 배우거나 기존의 기술을 개선할 때 도움이 될 수 있습니다.예를 들어, 소프트웨어 개발 사이클에 따라 버그를 수정하는 데 드는 상대적 비용이 증가할수록 품질 코드를 개발 및 테스트하는 과정에서 가능한 한 빨리,[20] 특히 출시 전에 비용을 절감할 수 있습니다.

직업: 컴퓨터 엔지니어

컴퓨터 공학의 직업을 가진 사람을 컴퓨터 엔지니어라고 부른다.

제목 프리픽스 서픽스 요구 사항들
컴퓨터 엔지니어 엔그르 CpE 컴퓨터 공학 학위 취득

기관:교육기관(College, University 등)

인정 컴퓨터 엔지니어 엔그르 CCPE 컴퓨터 공학 자격증 시험 합격

기관: 민간기관(컴퓨터 엔지니어링 조직, 민간 기업 등)

등록 컴퓨터 엔지니어 엔그르 RCPE 컴퓨터 공학 면허시험 합격

기관: 공공기관(국가규제위원회 등)

전문 컴퓨터 엔지니어 엔그르 PCPE 컴퓨터 공학 또는 업무 경험 전문가 시험에 합격했습니다.

시설: 공공기관 또는 민간기관

*지역 및 국가에 따라 다를 수 있습니다.

응용 프로그램 및 프랙티스

컴퓨터 공학에는 하드웨어와 소프트웨어라는 두 가지 주요 초점이 있습니다.

컴퓨터 하드웨어 엔지니어링

BLS의 컴퓨터 하드웨어 엔지니어 채용 전망에 의하면, 2019년부터 2029년까지의 10년간의 컴퓨터 하드웨어 엔지니어링의 예상 성장률은 약 2%, 총 71,100명이었습니다.("다른 직업에 비해 평균보다 느림")[21]이는 2014~2024년 BLS 컴퓨터 하드웨어 엔지니어링 예상치인 3%에서 총 77,700개의 일자리가 감소한 것입니다."[21]2012년부터 2022년까지의 BLS 전망치의[21] 7%에서 감소했으며, 2010년부터[21] 2020년까지의 BLS 전망치의 9%에서 더 낮아졌습니다."오늘날 컴퓨터 하드웨어는 어느 정도[clarification needed] 전자 및 컴퓨터 엔지니어링(ECE)과 동등하며 많은 하위 범주로 구분되어 있습니다. 가장 중요한[citation needed] 것은 임베디드 시스템 [19]설계입니다.

컴퓨터 소프트웨어 엔지니어링

미국 노동통계국(BLS)에 따르면 컴퓨터 애플리케이션 소프트웨어 엔지니어 및 컴퓨터 시스템 소프트웨어 엔지니어는 평균보다 빠르게 성장하는 직업에 속할 것으로 예상된다.2014년 현재 컴퓨터 소프트웨어 엔지니어링의 10년 성장률은 약 17%로 총 111만40명이다.00는 같은 해에 [22]일했습니다.이는 소프트웨어 [23][22]개발자의 BLS 예측치인 2012년부터 2022년까지의 22%에서 감소한 것입니다.또한 2010년 30%에서 2020년 BLS [24]추정치로 더 낮아졌습니다.게다가 사이버 시큐러티에 대한 염려가 높아짐에 따라, 컴퓨터 소프트웨어 엔지니어링은 모든 분야의 평균 증가율을 크게 웃돌고 있습니다.그러나 일부 작업은 외국에서 [25]아웃소싱될 예정이다.이로 인해, 미국의 컴퓨터 소프트웨어 엔지니어에게 주어지는 일자리는 인도와 [26]같은 나라의 컴퓨터 소프트웨어 엔지니어에게 주어질 것이기 때문에, 일자리 증가는 지난 10년 동안만큼 빠르지 않을 것이다.또한 BLS [28][29]Job Outlook for Computer Programmers, 2014–24는 -8%(감소), Job Outlook은 2019-29 -9%([27]감소)[26]로 컴퓨터 애플리케이션 개발자가 아닌 컴퓨터를 프로그래밍하는 사용자(즉, 임베디드 시스템)는 -9%(감소)입니다.게다가 소프트웨어 분야의 여성들은 다른 공학 [30]분야보다 훨씬 더 빠르게 감소해 왔다.

컴퓨터 엔지니어링 라이선스 및 실무

컴퓨터 엔지니어링은 일반적으로 대규모 제품 개발 회사 내에서 실행되며,[31][32] 이러한 관행은 라이센스의 대상이 되지 않을 수 있습니다.다만, 컴퓨터 엔지니어링을 광고하는 독립 컨설턴트는, 다른 형태의 엔지니어링과 같이,[33][34] 적절한 라이센스를 취득한 사람만이 전문 엔지니어의 업무를 제한하는 주법의 적용을 받는 경우가 있습니다.National Council of Engineering and Survey(NCEES)는 2003년에 처음으로 컴퓨터 공학[35] 시험의 원칙과 실천을 제안했습니다.

전문 분야

컴퓨터 공학 분야에는 많은 전문 분야가 있다.

프로세서 설계

프로세서 설계 프로세스에서는 명령어 세트와 특정 실행 패러다임(VLIW 또는 RISC 등)을 선택하여 마이크로아키텍처를 만듭니다(VHDL 또는 Verilog 등).CPU 설계는 데이터 패스(ALU나 파이프라인 등), 제어 유닛: 데이터 패스, 레지스터 파일, 캐시 등의 메모리 컴포넌트, 클럭 드라이버, PLL, 클럭 분배 네트워크 등의 클럭 회로, 패드 트랜시버 회로, 로직 게이트 셀 라이브러리의 설계로 나뉩니다.논리를 수정하다

코딩, 암호화 및 정보 보호

C 프로그래밍 언어로 작성된 소스 코드입니다.

컴퓨터 엔지니어들은 디지털 이미지와 음악, 단편화, 저작권 침해 및 기타 형태의 변조와 같은 다양한 정보를 보호하기 위한 새로운 방법을 개발하기 위해 코딩, 암호화 및 정보 보호 분야에서 일하고 있습니다.예를 들어 무선통신, 멀티 안테나 시스템, 광전송, 디지털 워터마킹 [36]등의 작업이 있습니다.

통신 및 무선 네트워크

통신 및 무선 네트워크, 통신 시스템과 네트워크(특히 무선 네트워크), 변조 및 오류 제어 코딩, 정보 이론에 중점을 둔 기업입니다.고속 네트워크 설계, 간섭 억제 및 변조, 폴트 톨러런스 시스템의 설계 및 분석, 스토리지 및 전송 스킴은 모두 이 [36]전문 분야의 일부입니다.

컴파일러 및 운영체제

운영 체제의 한 예인 Windows 10.

컴파일러운영체제 설계 및 개발에 중점을 두고 있습니다.이 분야의 엔지니어는 품질을 보장하기 위해 새로운 운영 체제 아키텍처, 프로그램 분석 기술 및 새로운 기술을 개발합니다.이 분야의 작업의 예로는 링크 타임 후의 코드 변환 알고리즘 개발 및 새로운 운영 체제 개발이 [36]있습니다.

계산과학 및 엔지니어링

컴퓨터 과학과 공학은 비교적 새로운 학문이다.Sloan Career Cornerstone Center에 따르면, 이 분야에서 일하는 개인들은 "계산 방법은 공학, 물리 및 사회과학의 복잡한 수학 문제를 공식화하고 해결하기 위해 적용된다.예를 들어 항공기 설계, 반도체 웨이퍼의 나노미터 기능의 플라즈마 처리, VLSI 회로 설계, 레이더 탐지 시스템, 생물학적 채널을 통한 이온 전송 등이 있습니다."[36]

컴퓨터 네트워크, 모바일 컴퓨팅 및 분산 시스템

이 전문 분야에서는 엔지니어가 컴퓨팅, 통신 및 정보 액세스를 위한 통합 환경을 구축합니다.예를 들어 공유채널 무선 네트워크, 다양한 시스템에서의 적응형 자원 관리, 모바일 및 ATM 환경에서의 서비스 품질 향상 등이 있습니다.그 외의 예로는 무선 네트워크 시스템이나 패스트이더넷 클러스터 [36]유선 시스템에서의 작업이 있습니다.

컴퓨터 시스템: 아키텍처, 병렬 처리 및 신뢰성

컴퓨터 CPU의 예.

컴퓨터 시스템에 종사하는 엔지니어는 신뢰성, 안전성, 고성능 컴퓨터 시스템을 가능하게 하는 연구 프로젝트에 종사합니다.이 필드에는 멀티스레딩 및 병렬 처리를 위한 프로세서 설계 등의 프로젝트가 포함됩니다.이 분야의 다른 작업 예로는 컴퓨터 [36]시스템의 성능을 향상시키는 새로운 이론, 알고리즘 및 기타 도구의 개발이 있습니다.

컴퓨터 아키텍처에는 CPU 설계, 캐시 계층 레이아웃, 메모리 구성로드 밸런싱이 포함됩니다.

컴퓨터 비전과 로봇 공학

휴머노이드 로봇의 예입니다.

이 전문 분야에서는 컴퓨터 엔지니어가 환경을 감지하고 환경을 표현하며 환경을 조작하는 시각 감지 기술을 개발하는 데 주력합니다.수집된 3차원 정보를 구현하여 다양한 작업을 수행합니다.여기에는 인간 모델링, 이미지 통신, 인간-컴퓨터 인터페이스뿐만 아니라 다용도 비전 [36]센서를 갖춘 특수 목적 카메라와 같은 장치도 포함됩니다.

임베디드 시스템

임베디드 시스템을 사용하는 디바이스의 예.

이 분야에서 일하는 사람들은 시스템의 속도, 신뢰성 및 성능을 향상시키는 기술을 설계합니다.임베디드 시스템은 작은 FM 라디오에서 우주왕복선에 이르기까지 많은 장치에서 볼 수 있습니다.Sloan Cornerstone Career Center에 따르면, 임베디드 시스템의 지속적인 개발에는 "수색 및 구조를 수행하기 위한 자동화된 차량과 장비, 자동화된 교통 시스템, [36]그리고 우주에서 장비를 수리하기 위한 인간-로봇 조정"이 포함됩니다.2018년 현재 컴퓨터 임베디드 시스템의 전문화에는 시스템 온칩 설계, 에지 컴퓨팅 아키텍처, 사물 인터넷 등이 포함됩니다.

집적회로, VLSI 설계, 테스트 및 CAD

이 컴퓨터 공학 전공은 전자제품과 전기 시스템에 대한 충분한 지식을 필요로 합니다.이 분야에서 일하는 엔지니어는 차세대 초대형 집적회로(VLSI) 및 마이크로 시스템의 속도, 신뢰성 및 에너지 효율을 향상시키는 데 주력하고 있습니다.이 전문성의 예로는 [36]VLSI 알고리즘 및 아키텍처의 전력 소비를 줄이기 위한 작업이 있습니다.

신호, 이미지 및 음성 처리

이 분야의 컴퓨터 엔지니어는 음성 인식 및 합성, 의료 및 과학 이미징, 통신 시스템 등 인간과 컴퓨터의 상호작용을 개선합니다.이 분야의 다른 작업에는 인간의 얼굴 [36]특징 인식과 같은 컴퓨터 비전 개발이 포함됩니다.

양자 컴퓨팅

「 」를 참조해 주세요.

관련 필드

어소시에이션

레퍼런스

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외부 링크