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计算机工程专业介绍与本科常见课程设置

王畅

2021-02-24 14:22:18

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计算机工程解析

计算机工程﹙computer engineering﹚始于1939年，当时约翰·文森特·阿塔纳索夫﹙john vincent atanasoff﹚和克利福德·贝里﹙cliffor berry﹚开始利用物理学、数学和电气工程开发了世界上第一台电子数字计算机。因此，计算机功工程属于工程学的一个分支，它是集计算机科学﹙cs﹚和电子工程﹙ee﹚等开发计算机硬件和软件所需的多个领域为一体的学科。

计算机工程主要学什么

计算机工程师通常接受过电子工程﹙或电气工程﹚、软件设计和软硬件集成方面的培训，而不仅仅是软件工程或电子工程。计算机工程师涉及计算机的硬件和软件方面，这一工程领域不仅关注计算机系统本身如何工作，而且关注它们如何集成到更大的图景中。

与目前也相当火热的计算机科学﹙computer science﹚相比，计算机工程的性质更偏工科，更加注重对计算机性能的最求。涉及计算机工程师的通常任务包括为嵌入式微控制器编写软件和固件、设计超大规模集成电路芯片、设计模拟传感器、设计混合信号电路板和设计操作系统等。计算机工程师也适合机器人研究，因为机器人研究严重依赖于使用数字系统来控制和监控电机、通信和传感器等电气系统。

虽然计算机工程和计算机科学可以说是有很多交叉之处，但是从专业角度来说它们又各自有着重点。计算机工程专业的学生需要学习更多电子电路设计相关的课程，而不单单是软件编程等。

计算机工程专业需要学习哪些科目

以卡耐基梅隆大学﹙cmu﹚的电子与计算机工程﹙b.s. in electrical an computer engineering﹚专业为例，学生们需要完成的毕业要求有：

1.数学/科学类课程﹙共71学分﹚

微分积分学 10学分
积分, 微分方程, 与近似 10学分
工程物理1 12学分
工程物理2 12学分
高阶概率与统计 9学分
以及18学分的两门数学/科学选修课

2.专业核心必修课﹙共61学分﹚
电气与计算机工程概论 12学分
大二专业研讨会 1学分
计算机系统概论 12学分
电子设备和模拟电路 12学分
数字系统的结构与设计 12学分
信号与系统 12学分

3.专业研究方向选修课程﹙共36学分﹚
学生们需要在下列五个研究方向中选择3门课程进行学习，其中有两门必须是同一研究方向，而第三门课程则需要在不同于另外两门的研究方向中进行选择。
evice science an nanofabrication设备科学和纳米制造方向：
- 电磁学原理
- 半导体设备基础
- 微制造方法与技术
- 纳米生物光子学
signals an systems信号与系统方向：
- 控制原理
- 电力能源系统基础
- 电能处理:基础与应用
- 信号处理基础
- 高级数字信号处理
- 图像和视频处理
- 模式识别理论
circuits电路方向：
- 微电子电路
- 模拟集成电路 i
- 数字电路的分析与设计
harware systems硬件系统方向：
- 机器学习的硬件算法
- 逻辑设计与验证
- 计算机体系结构概论
software systems软件系统方向：
- 计算机安全概论
- 嵌入式实时系统
- 计算机网络
- 无线网络及应用
- 操作系统的设计和实现
- 编译器设计
- 并行计算机体系结构和程序设计
- 分布式系统
- 计算机网络
- 数据库系统
- 计算机图形学
- web应用程序开发
除了上述要求的课程以外，学生还需要完成一门capstone esign顶点设计课程，旨在提高学生在实际工程情况下的专业解决问题和工程设计技能。此外，还有一门12学分的选修课程可以用来加深学生在自己主要研究领域的学习，或者也可以利用这一门课来探索工程系里的其他领域。更多的信息，可以参考卡耐基梅隆大学官网介绍。