Inxhinieria kompjuterike

Inxhinieria kompjuterike është një degë e inxhinierisë që merret me krijimin dhe zhvillimin e harduerit dhe softuerit të kompjuterëve. Ajo kombinon njohuri nga elektronika dhe informatika për të ndërtuar sisteme kompjuterike moderne.

Kjo fushë bashkon disa disiplina si inxhinieria elektrike, elektronika dhe shkenca kompjuterike. Në shumë universitete, programi njihet edhe me emra të tjerë, si Inxhinieri Elektrike dhe Kompjuterike ose Shkencë dhe Inxhinieri Kompjuterike.

Inxhinierët e kompjuterave kërkojnë trajnim në integrimin harduer-softuer, projektimin e softuerëve dhe inxhinierinë e softuerëve . Ai mund të përfshijë fusha të tilla si elektromagnetizmi, inteligjenca artificiale (IA), robotika, rrjetet kompjuterike, arkitektura kompjuterike dhe sistemet operative . Inxhinierët e kompjuterëve janë të përfshirë në shumë aspekte të harduerit dhe softuerit të informatikës, nga projektimi i mikrokontrolluesve individualë, mikroprocesorëve, kompjuterëve personalë dhe superkompjuterëve, deri te projektimi i qarqeve .Kjo degë nuk studion vetëm mënyrën si funksionojnë sistemet kompjuterike, por edhe si bashkohen dhe përdoren së bashku brenda sistemeve më të mëdha. Robotika është një nga fushat ku këto njohuri zbatohen shumë.

Inxhinieria kompjuterike merret me shumë fusha të ndryshme, si programimi i softuerit dhe firmware-it për mikrokontrollues, dizajnimi i çipave VLSI, sensorëve analogë dhe qarqeve me sinjale të përziera. Ajo përfshin edhe njohuri në termodinamikë dhe sisteme kontrolli. Inxhinierët kompjuterikë janë gjithashtu shumë të përgatitur për kërkime në robotikë, sepse robotët varen nga sistemet dixhitale që kontrollojnë motorët, komunikimet dhe sensorët.
parapamje|Një pamje e një mikrokontrolluesi STM32 . Ky çip është projektuar nga inxhinierë kompjuterash dhe përdoret prej tyre për të krijuar sisteme të tjera.
parapamje|Motori Diferencial, kompjuteri i parë mekanik
parapamje|ENIAC, kompjuteri i parë elektronik
Inxhinieria kompjuterike filloi në vitin 1939, kur John Vincent Atanasoff dhe Clifford Berry filluan të zhvillonin kompjuterin e parë dixhital elektronik në botë duke përdorur principet e fizikës, matematikës dhe inxhinierisë elektrike. John Vincent Atanasoff më parë kishte qenë mësues i fizikës dhe matematikës në Universitetin Shtetëror të Ajovës, ndërsa Clifford Berry kishte përfunduar studimet në inxhinieri elektrike dhe fizikë. Së bashku, ata krijuan kompjuterin Atanasoff-Berry, i njohur si ABC, që u deshën pesë vjet për ta përfunduar. Edhe pse ABC origjinal u çmontua dhe u shkatërrua në vitet 1940, shpikësit u nderuan më vonë; një kopje e ABC u ndërtua në vitin 1997 nga një ekip studiuesish dhe inxhinierësh, një projekt që zgjati katër vjet dhe kushtoi 350,000 dollarë.

Kompjuteri personal modern u shfaq në vitet 1970, pas disa përparimeve në teknologjinë e gjysmëpërçuesve . Këto përfshijnë transistorin e parë funksional nga William Shockley, John Bardeen dhe Walter Brattain në Bell Labs në vitin 1947,  në vitin 1955, pasivizimin sipërfaqësor me dioksid silikoni nga Carl Frosch dhe Lincoln Derick,  transistorët e parë planarë me dioksid silikoni nga Frosch dhe Derick në vitin 1957,  procesin planar nga Jean Hoerni,    çipin monolit të qarkut të integruar nga Robert Noyce në Fairchild Semiconductor në vitin 1959,  transistorin metal-oksid-gjysmëpërçues me efekt fushe (MOSFET, ose transistor MOS) të demonstruar nga një ekip në Bell Labs në vitin 1960  dhe mikroprocesorin me një çip të vetëm ( Intel 4004 ) nga Federico Faggin, Marcian Hoff, Masatoshi Shima dhe Stanley Mazor në Intel në vitin 1971. 

 Historia e edukimit në inxhinieri kompjuterike 
Programi i parë i diplomës në inxhinieri kompjuterike në Shtetet e Bashkuara u krijua në vitin 1971 në Universitetin Case Western Reserve në Cleveland, Ohio .   , në SHBA kishte 250 programe të inxhinierisë kompjuterike të akredituara nga ABET  Në Evropë, akreditimi i shkollave të inxhinierisë kompjuterike bëhet nga një sërë agjencish si pjesë e rrjetit EQANIE . Për shkak të rritjes së kërkesave për punë për inxhinierët që mund të projektojnë njëkohësisht pajisje kompjuterike, softuer, firmware dhe të menaxhojnë të gjitha format e sistemeve kompjuterike të përdorura në industri, disa institucione terciare në të gjithë botën ofrojnë një diplomë bachelor që përgjithësisht quhet inxhinieri kompjuterike. Programet e inxhinierisë kompjuterike zakonisht përfshijnë mësime mbi dizajnimin e qarqeve analoge dhe dixhitale, algoritme dhe programim. Njohuritë e forta në matematikë dhe shkenca bazë janë thelbësore për të kuptuar dhe zhvilluar sisteme kompjuterike komplekse.

 Zbatimet dhe praktika 
Ekzistojnë dy fokuse kryesore në inxhinierinë kompjuterike: hardueri dhe softueri.

 Inxhinieri pajisjesh kompjuterike 

Sipas Byrosë së Statistikave të Punës në Shtetet e Bashkuara (BLS), perspektiva aktuale e punësimit për inxhinierët e harduerit kompjuterik parashikon një rritje prej 7% nga viti 2024 deri në 2034. Megjithatë, nga 2019 në 2029, rritja e parashikuar ishte vetëm 2%, me rreth 71,100 vende pune në total (“më e ngadaltë se mesatarja”, sipas vetë BLS, krahasuar me profesionet e tjera). Kjo është një rënie krahasuar me periudhat e mëparshme: 3% rritje për vitet 2014–2024 (77,700 vende pune), 7% për vitet 2012–2022, dhe 9% për vitet 2010–2020. "  Sot, pajisjet kompjuterike janë disi të barabarta.  për inxhinierinë elektronike dhe kompjuterike (ECE) dhe është ndarë në shumë nënkategori, më e rëndësishmja  duke qenë dizajn i sistemit të integruar . 

Inxhinieria e harduerit është një profesion që kërkon kreativitet dhe aftësi të forta teknike, pasi përfshin projektimin e komponentëve fizikë të kompjuterëve, si procesorët, qarkoret elektronike dhe pajisjet e komunikimit. Me rritjen e pajisjeve inteligjente dhe IoT, kërkesa për inxhinierë që dinë të kombinojnë harduerin me softuerin po rritet gradualisht.

 Inxhinieri softuerësh kompjuterikë 
Sipas Byrosë së Statistikave të Punës (BLS) të SHBA-së, " inxhinierët e softuerëve të aplikacioneve kompjuterike dhe inxhinierët e softuerëve të sistemeve kompjuterike, parashikimet aktuale të rritjes për vitet 2024 deri në 2034 janë 15%. Kjo është afër rritjes së inxhinierisë së softuerëve kompjuterikë për periudhën 2014-2024, e cila ishte rreth 17% dhe kishte gjithsej 1,114,000 vende pune po atë vit.  Kjo është më e ulët se vlerësimi i BLS për periudhën 2012-2022 prej 22% për zhvilluesit e softuerëve.   Dhe, më poshtë nga vlerësimi i BLS prej 30% për periudhën 2010-2020.  Përveç kësaj, shqetësimet në rritje për sigurinë kibernetike e vendosin inxhinierinë e softuerëve kompjuterikë shumë mbi shkallën mesatare të rritjes për të gjitha fushat. Megjithatë, disa nga punët do të jepen me kontratë në vende të huaja.  Për shkak të kësaj, rritja e vendeve të punës nuk do të jetë aq e shpejtë sa gjatë dekadës së fundit, pasi vendet e punës që do t'u kishin shkuar inxhinierëve të softuerëve kompjuterikë në Shtetet e Bashkuara do të shkonin në vend të kësaj." për inxhinierët e softuerëve kompjuterikë në vende si India.  Në të kundërt, BLS tregon se Programuesit e Kompjuterëve kanë parë një rënie të vazhdueshme të kërkesës: −8% (2014–2024), −9% (2019–2029), −10% (2021–2031), dhe −11% (2022–2032). Kjo prek kryesisht ata që programojnë në nivele të ulëta (si embedded systems) por nuk janë zhvillues aplikacionesh. Gjithashtu, përqindja e grave në fushën e softuerit ka rënë në mënyrë të vazhdueshme ndër vite, madje më shpejt se në disa fusha të tjera të inxhinierisë.

Inxhinieria e softuerit është sot një nga karrierat më të kërkuara, sepse çdo industri – nga mjekësia te financat – funksionon përmes programeve kompjuterike. Ajo kërkon zgjidhje problemesh, kreativitet dhe aftësi për të punuar me ekipe. Edhe pse disa punë mund të zhvendosen jashtë vendit, profesionistët e aftë në siguri kibernetike, inteligjencë artificiale dhe zhvillim sistemesh mbeten shumë të kërkuar.

 Karriera 
Si inxhinier kompjuterik, mund të punoni në çdo fushë të industrisë së kompjuterëve dhe teknologjisë së lartë, duke përfshirë zhvillimin e harduerit, zhvillimin e softuerit, telekomunikacionin, robotikën, teknologjitë mjekësore, si dhe industrinë automobilistike dhe atë aerohapësinore.

Mund të bëheni një profesionist si: 

 Programues Kompjuterik
 Inxhinier Softueri
 Inxhinier Mekanik
 Specialist Robotike
 Analist i Sistemeve
 Arkitekt i Rrjetave

 Dizajni i procesorit 
Procesi i projektimit të një procesori përfshin zgjedhjen e një grupi udhëzimesh dhe të një paradigme ekzekutimi (p.sh. VLIW ose RISC), duke rezultuar në një mikroarkitekturë që mund të përshkruhet me gjuhë si VHDL ose Verilog. Projektimi i CPU-së ndahet në disa komponentë kryesorë: shtigjet e të dhënave (p.sh. ALU-të dhe tubacionet), njësia e kontrollit (logjika që menaxhon shtigjet e të dhënave), komponentët e memories (si regjistrat dhe memorjet e përkohshme), qarqet e orës (p.sh. drejtuesit e orës, PLL-të, rrjetet e shpërndarjes së orës dhe qarqet e transmetuesve të panelit) dhe biblioteka e qelizave të portave logjike, e cila përdoret për të zbatuar funksionet logjike.

 Kodimi, kriptografia dhe mbrojtja e informacionit 
parapamje|Kodi burimor i shkruar në gjuhën e programimit C
Inxhinierët e kompjuterave punojnë në kodim, kriptografi të aplikuar dhe mbrojtje të informacionit për të zhvilluar metoda të reja për mbrojtjen e informacioneve të ndryshme, të tilla si imazhet dhe muzika dixhitale, fragmentimi, shkelja e të drejtave të autorit dhe forma të tjera të ndërhyrjes, për shembull, filigranimi dixhital . 

 Kompiluesit dhe sistemet operative 
parapamje|Windows 10, një shembull i një sistemi operativ
Kjo specialitet përqendrohet në hartimin dhe zhvillimin e kompiluesve dhe sistemeve operative . Inxhinierët në këtë fushë zhvillojnë arkitekturë të re të sistemit operativ, teknika të analizës së programit dhe teknika të reja për të siguruar cilësinë. Shembuj të punës në këtë fushë përfshijnë zhvillimin e algoritmeve të transformimit të kodit pas lidhjes në kohë dhe zhvillimin e sistemeve të reja operative. 

 Vizioni kompjuterik dhe robotika 
parapamje|Një shembull i një roboti humanoid
Në këtë specialitet, inxhinierët e kompjuterave përqendrohen në zhvillimin e teknologjisë së ndjeshmërisë vizuale për të ndjerë një mjedis, përfaqësimin e një mjedisi dhe manipulimin e mjedisit. Informacioni tre-dimensional i mbledhur më pas zbatohet për të kryer një sërë detyrash. Këto përfshijnë modelim të përmirësuar njerëzor, komunikim imazhi dhe ndërfaqe njeri-kompjuter, si dhe pajisje të tilla si kamera me qëllime të veçanta me sensorë të gjithanshëm shikimi. "Computer Engineering Overview" (PDF). Sloan Career Cornerstone Center. Archived from the original (PDF) on September 16, 2012. Retrieved July 20, 2012.


 Shënime 
Inxhinieria kompjuterike është një fushë që kombinon njohuri nga hardueri, softueri dhe elektronika për të krijuar sisteme kompjuterike komplekse. Ajo ofron mundësi të shumta karriere, përfshirë robotikën, inteligjencën artificiale dhe zhvillimin e çipave, dhe kërkon aftësi të avancuara teknike dhe bashkëpunim ekipor. Përmes specializimeve të ndryshme, studentët mund të thellojnë njohuritë e tyre dhe të përgatiten për kërkesa në rritje të industrisë moderne të teknologjisë.

 Referime 

 National Institute of Standards and Technology (NIST) – Teknologji & Siguri  https://www.nist.gov
 Computer Science Teachers Association (CSTA) – Informatikë & Edukim  https://www.csteachers.org
 OECD Science, Technology, and Innovation Reports  https://www.oecd.org/sti/
 MLA:  “Computer Engineering – Undergraduate Admissions.” McGill University

https://www.mcgill.ca/undergraduate-admissions/

 MIT OpenCourseWare – Computer Science and Engineering  https://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/
 IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers  https://www.ieee.org
 ACM – Association for Computing Machinery  https://www.acm.org
 National Institute of Standards and Technology (NIST)  https://www.nist.gov
 Stanford University – Computer Science Department  https://cs.stanford.edu
 Coursera – Computer Engineering Courses  https://www.coursera.org/browse/computer-science

 National Science Foundation – Engineering Statistics  https://www.nsf.gov/statistics/

Kategoria:Disiplina inxhinierike
Kategoria:Inxhinieri kompjuterike