تخصص هندسة الحاسوب
إن هندسة
الحاسوب هي فرع من فروع الهندسة، و التي تجمع بين مجالاتٍ متعددة من علم الحاسوب
وهندسة الإلكترونيات المطلوبة لتطوير أجهزة و برمجيات الحاسوب.
فعادة ما يكون
لدى مهندسي الحاسب تدريب في هندسة الإلكترونيات أو هندسة الكهربائيات و تصميم
البرمجيات وتكامل البرمجيات والأجهزة، بدلًا من هندسة البرمجيات أو الهندسة
الكهربائية فقط.
كما و يقوم مهندسو
الحاسوب بالمشارك في العديد من جوانب الأجهزة والبرمجيات في مجال الحوسبة، بدءًا
من تصميم وحدات التحكم الدقيقة الفردية والمعالجات الدقيقة والحواسيب الشخصية
والحواسيب الفائقة إلى تصميم الدوائر الكهربائية.
فمجال الهندسة
لا يرتكز فقط على كيفية عمل أنظمة الحاسب نَفسها، لكن يرتكز أيضا على كيفية دمجها
والتعامل معها بشكل أوسع.
و يُعرف
تخصص "هندسة
الحاسوب " أنَّه فرعًا من فروع التخصصات
الهندسية، والذي يجمع بين دراسات وحقول علمية مختلفة من تخصصي علم الحاسوب، وهندسة الكهرباء والاتصالات بهدف بناء أجهزة الحاسوب
وبرمجياته والتي يُطلق عليها Hardware و Software. . . . .
المهام
تشمل المهام
المُعتادة لمهندسي الحاسب كتابة البرمجيات والبرامج الثابتة للمتحكمات الدقيقة
المضمنة، وتصميم شرائح دارات التكامل الفائقة، وتصميم أجهزة الاستشعار التناظرية،
وتصميم لوحات الدوائر المطبوعة مختلطة الإشارات، وتصميم أنظمة التشغيل.
كما أن مهندسي
الحاسب يتلائمون أيضًا مع أبحاث الروبوتات، التي تعتمد بشكلٍ كبير على استخدام
الأنظمة الرقمية للتحكم في الأنظمة الكهربائية ومراقبتها مثل المحركات والاتصالات
وأجهزة الاستشعار.
إضافة في العديد
من المؤسسات أنه يُسمح لطلاب هندسة الحاسب باختيار مجالات الدراسة المُتعمقة في
سنتهم الأولى والعليا؛ وذلك لأن نطاق المعرفة الكامل المُستخدم في تصميم وتطبيق
أجهزة الحاسب يتجاوز نطاق درجة البكالوريوس.
كما قد تطلب
مؤسساتٌ أخرى من طلاب الهندسة إستكمال سنة واحدة أو سنتين من الهندسة العامة قبل
اعتبار هندسة الحاسب التخصص الأساسي لهم.
تاريخ التخصص
بدأت هندسة
الحاسوب عام 1939، عندما بدأ جون أتاناسوف و كليفورد بيري في تطوير أول حاسوب رقمي
إلكتروني في العالم، مُعتمدين على الفيزياء والرياضيات والهندسة الكهربائية.
والذين قاما معا
بإنشاء الحاسوب حاسوب أتاناسوف - بيري، المعروف باسم (ABC)، والذي قد استغرق مدة 5 سنوات لإكمال العمل
فيه.
في حين تم تفكيك
حاسوب ABC الأصلي والتخلص منه في
الأربعينات من القرن العشرين، تم تكريم المُخترعين، وتم عمل نسخة طبق الأصل من ABC في عام 1997، حيث استلزم الأمر فريقًا من
الباحثين والمهندسين و مدة 4 سنوات وحوالي 350,000 دولارًا لبنائه.
تاريخ تعليم هندسة الحاسوب
تم إنشاء أول
برنامج للحصول على درجة هندسة الحاسب في الولايات المتحدة عام 1971 في جامعة كيس وسترن
ريسرف في كليفلاند، أوهايو اعتبارًا من عام 2015، حيث أصبح هناك 250 برنامج هندسة
حاسوب معتمدة من الأكاديمية للهندسة و التكنولوجيا في الولايات المتحدة.
أما في أوروبا،
يتم اعتماد كليات هندسة الحاسب بواسطة مجموعة متنوعة من الوكالات كجزءٍ من الشبكة
الأوروبية لضمان جودة التعليم المعلوماتي (EQANIE)
و ذلك نظرًا لزيادة متطلبات العمل للمهندسين الذين يستطيعون في الوقت نفسه تصميم
الأجهزة والبرمجيات والبرامج الثابتة وإدارة جميع أشكال أنظمة الحاسوب المستخدمة
في الصناعة، تُقدم بعض مؤسسات التعليم العالي في جميع أنحاء العالم درجة
البكالوريوس التي تسمى عمومًا هندسة الحاسوب، وتشمل برامج هندسة الحاسوب والهندسة
الإلكترونيات والتي تتضمن تصميم الدوائر التناظرية والرقمية. كما هو الحال في معظم
التخصصات الهندسية، فوجود معرفة سليمة بالرياضيات والعلوم أمرٌ ضروري لمهندسي
الحاسوب.
مجال التعليم
يشار إلى هندسة
الحاسوب باسم هندسة وعلوم الحاسوب في بعض الجامعات حيث تتطلب معظم وظائف هندسة
الحاسوب على مستوى المبتدئين على الأقل درجة البكالوريوس في هندسة الحاسوب (أو
هندسة وعلوم الحاسوب).
ففي العادة يجب
على الشخص أن يتعلم مجموعةً من الرياضيات مثل حساب التفاضل والتكامل، والجبر وحساب
المثلثات وبعض دروس علم الحاسوب
و في بعض
الأحيان يتم قبول أصحاب الدرجة الجامعية في هندسة الإلكترونيات، وذلك بسبب التشابه
بين الحقلين.
نظرًا لأن
مهندسي الأجهزة يعملون عادةً مع أنظمة برامج الحاسوب، فمن الضروري وجود خلفية قوية
في برمجة الحاسوب.
و من المهم
أيضًا لمهندسي الحاسوب مواكبة التطورات السريعة في التقنية. لذلك، يستمر الكثير
منهم في التعلم طوال حياتهم المهنية. هذا يمكن أن يكون مفيدًا، خاصة عندما يتعلق
الأمر بتعلم مهارات جديدة أو تحسين المهارات الموجودة.
كما يوجد
هنالك تخصصان رئيسيان في هندسة الحاسوب
... المكونات المادية و البرمجيات.
المجالات
هنالك العديد من
المجالات المتخصصة في مجال هندسة الحاسوب كالترميز، التشفير، وحماية المعلومات
كالصور الرقمية
والموسيقى، والتجزئة، وانتهاك حقوق النشر وغيرها من أشكال العبث. تشمل الأمثلة
عليها العمل على الاتصالات اللاسلكية، وأنظمة الهوائيات المتعددة، والإرسال
البصري، والعلامة المائية الرقمية.
و مجال الاتصالات
والشبكات اللاسلكية التي تقدم العمل في أنظمة وشبكات الاتصالات و خاصة
الشبكات اللاسلكية والتشكيل والتحكم في الأخطاء، ونظرية المعلومات.
و مجال المحولات
وأنظمة التشغيل و المرتكز على تصميم المحولات و أنظمة
التشغيل والتطوير
و مجال علوم
وهندسة الحاسوب و هي نظام جديد نسبيًا حيث يتم تطبيق
الأساليب الحسابية على صياغة وحل المشكلات الرياضية المعقدة في الهندسة والعلوم
الفيزيائية والاجتماعية
و مجال شبكات
الحاسب والحوسبة المتنقلة والأنظمة الموزعة حيث يقوم المهندسون ببناء بيئات متكاملة للحوسبة والاتصالات والوصول إلى
المعلومات
و مجال أنظمة
الكمبيوتر: الهندسة المعمارية، المعالجة المتوازية، والاعتمادية
حيث يعمل
المهندسون العاملون في أنظمة الحاسوب على مشاريع بحثية تسمح بأنظمة حاسوب موثوقة
وآمنة وعالية الأداء.
فيتم تضمين
مشاريع مثل تصميم معالجات متعددة مؤشرات الترابط والمعالجة المتوازية في هذا
المجال. وتشمل الأمثلة الأخرى للعمل في هذا المجال تطوير نظريات وخوارزميات وغيرها
من الأدوات الجديدة التي تضيف الأداء إلى أنظمة الحاسوب.
تتضمن بنية
الحاسوب تصميم وحدة المعالجة المركزية وتخطيط التسلسل الهرمي لذاكرة التخزين
المؤقت وتنظيم الذاكرة وموازنة الحمل.
و مجال الرؤية
الحاسوبية والروبوتية و الذي يرتكز مهندسو الحاسوب على تطوير تقنية الاستشعار
البصري لإحساس البيئة، وتمثيل البيئة، والتلاعب بالبيئة. فيتم تنفيذ المعلومات
المجمعة التي تم جمعها لتنفيذ مجموعة متنوعة من المهام
و مجال الأنظمة
المدمجة و الذي يعنى بتصميم تقنية لتحسين سرعة و موثوقية
وأداء الأنظمة و إن التطورات المستمرة في
الأنظمة المدمجة و التي تشمل
"السيارات الآلية والمعدات اللازمة لإجراء عمليات البحث والإنقاذ، وأنظمة
النقل الآلي، والتنسيق بين الإنسان و الروبوت لإصلاح المعدات في الفضاء".
و اعتبارًا منذ
عام 2018، تم دمج الحاسوب وتشمل تخصصات هندسة الحاسوب تصميم منظومة على رقاقة،
والهندسة المعمارية للحوسبة الحافة وإنترنت الأشياء.
و مجال الدوائر
المتكاملة، تصميم دارة التكامل الفائق(VLSI)،
الاختبار وCAD حيث يتطلب المعرفة كافية بالالكترونيات
والأنظمة الكهربائية.
و مجال معالجة
الإشارة والصورة والكلام حيث يقوم مهندسو الحاسوب في هذا المجال
بإدخال تحسينات على التفاعل بين الإنسان والحاسوب، بما في ذلك التعرف على الكلام
والتوليف، والتصوير الطبي والعلمي، أو أنظمة الاتصالات. وتشمل الأعمال الأخرى في
هذا المجال تطوير الرؤية الحاسوبية كالتعرف على ملامح الوجه البشرية.
__________
موسوعة دروب المعرفية - سلسلة جامعتي
