什么是计算机硬件工程学位?
计算机硬件是构成计算机系统的物理有形物体的集合，包括显示器、鼠标、键盘、计算机数据存储器、硬盘驱动器、显卡、声卡、存储器和主板。
计算机硬件工程师与软件工程师和计算机程序员密切合作，以确保所有这些组件都与当前软件兼容，当前软件是可以由硬件存储和运行的指令集。
计算机硬件工程专业的学生学习如何创建要建造的计算机设备的原理图，制作新硬件设计的模型并测试这些模型，分析测试结果并根据需要修改设计，以及更新计算机设备以使其与新软件一起工作。简而言之，他们学习建造机器，这些机器与软件一起构成可用的计算系统。
程序选项
笔记
•独立的计算机硬件工程程序非常罕见。许多学校在其计算机工程学位课程中提供硬件重点选项。
•选择由工程技术认证委员会(ABET)认可的课程是很重要的。
•在美国所有州，那些将直接向公众提供服务的计算机硬件工程师都需要许可证。
计算机硬件工程学士学位-四年
学士学位是该领域专业人士最普遍持有的学位。计算机硬件工程本科课程的目标是使学生具备编程、工程和电路板设计的基本技能。以下是对这些技能的总结:
Verilog
这种硬件描述语言(HDL)是电子系统的行业标准。Verilog类似于编程语言，但又不是完全一样的东西。编程语言用于构建软件，而硬件描述语言用于描述数字逻辑电路的行为。换句话说，HDL被用来设计计算机芯片，包括处理器、cpu(中央处理器单元)、主板和类似的数字电路。
C
C语言是一种通用编程语言，也是学生学习的最早的计算机编程语言之一。它非常流行，简单，使用灵活。C是一种与机器无关的结构化编程语言，广泛用于编写各种应用程序。它允许工程师向他们的硬件发出命令，并用于硬件开发过程中的测试和分析。
c++
这种编程语言建立在C编程语言的基础上。c++支持不同的编程方式，如面向对象、函数式、过程式、逻辑式和数据库式。这使得它既强大又灵活。计算机硬件工程师使用c++来设计和测试各种各样的系统。
现场可编程门阵列
现场可编程门阵列(FPGA)是一种可以为特定应用定制的集成电路。与传统的cpu不同，fpga是“现场可编程”的。这意味着它们可以被配置在野外，由用户制造后。fpga包含可编程逻辑块，可以以不同的配置进行布线。这些块创建了一个逻辑门的物理阵列，可用于执行不同的操作。程序员可以使用硬件描述语言命令来配置门以及它们如何相互连接。通过将几个门连接在一起，可以执行高级逻辑运算。
工程设计
工程设计是一个过程，其中的每一部分都揭示了有关问题和可能的解决方案的信息。它是迭代的，包括一系列重复的步骤，在每个周期中调整和改进产品，直到清楚地确定问题并开发和改进解决方案。工程设计是计算机工程与计算机科学的区别所在。因此，计算机硬件工程课程的主要组成部分之一是应用设计方法，解决问题和逻辑技能来设计机械。
电路板设计
电路板连接计算机的机械元件和电子元件。这方面的课程目标是教学生如何设计、测试和分析这些电路板。
计算机硬件工程硕士学位-两年制
计算机硬件工程硕士候选人参加的课程为他们的高级工业或研究职业做准备。
以下是硕士阶段提供的课程示例:
•计算机系统与工程基础知识—一门复习课程，涵盖了数字逻辑、汇编编程、计算机体系结构、内存层次结构和技术、输入/输出、VHDL(超高速集成电路描述语言-一种描述电子电路(最常见的数字电路)、操作系统和网络行为的语言)中的硬件实现等主题
•高级计算机体系结构-处理器设计，缓存(内存层次结构)，虚拟内存，存储系统和模拟技术;计算机体系结构的未来方向
•高级数字设计-高级数字设计的基础知识和硬件描述语言VHDL的使用;系统示例包括算术/逻辑单元、内存和微控制器;工程标准和现实约束;成本、环境影响、可制造性、健康和安全、伦理、社会和政治影响
•电气和计算机工程师概率-用于系统建模的基本概念和技术，应用于计算机系统的性能和可靠性
•数据中心计算——数据中心的高级主题;处理器、内存、网络、存储和运行在计算云中的现代软件系统的最新进展
•能源效率计算-通过硬件/软件界面和一系列系统组件推理能源效率
容错和可测试计算机系统-故障的技术原因;硬件容错能力:系统在某些部件出现故障的情况下继续正常运行的能力;容错建模、分析、测试和设计
集成电路用半导体器件-基本半导体特性
•模拟集成电路设计- CMOS(互补金属氧化物半导体)模拟集成电路的设计和布局
•超大规模集成(VLSI)系统测试-故障建模，故障仿真，测试算法，可测试性测量，可测试性设计;超大规模集成电路(VLSI)是将数千个晶体管组合在一块芯片上形成集成电路的过程
类似计算机硬件工程的学位
航空航天工程
航空航天工程学位课程教授在航空航天工业工作所需的分析、计算、工程和设计技能。学生学习如何将这些知识应用于民用或商用飞机、军用飞机、导弹、火箭、宇宙飞船、月球飞行器和空间站的制造、测试和监控。
应用物理
应用物理专业的学生学习如何用物理来解决实际问题。因此，该领域有时被称为物理学和工程学之间的桥梁。课程包括计算物理、材料科学、热力学和纳米技术。
计算机科学
计算机科学领域的重点是计算机系统以及人类如何与它们交互。课程涵盖计算机科学、人工智能、数据结构和算法的数学，以及程序设计概论。
电气工程
电气工程专业的学生学习如何使用物理学、电子学和电磁学来设计由电力驱动或产生电力的设备。该领域的大多数学位课程都是从微积分、物理和化学等基础课程开始的。
机械工程
机械工程专业的学生学习如何研究、设计、开发和测试机械和热设备，包括工具、传感器、发动机和机器。这些设备服务于许多行业，包括航空航天、医疗、能源和制造部门。除了工程和设计课程外，该领域的学位课程还包括数学、生命科学和物理科学。
机器人技术
机器人技术学位课程使学生能够与工程师一起工作，这些工程师设计的机器人和机器人系统可以执行人类不能或不愿意执行的任务。
计算机软件工程
计算机软件工程学位课程教授学生如何将工程原理应用于软件开发。学生学习如何设计、构建、测试、实现和维护计算机操作系统，以及允许最终用户在其计算机、智能手机和其他电子设备上完成任务的应用程序。典型的课程包括几种编程语言、操作系统分析和网站设计。大多数课程都是从数学、化学和物理等核心工程课程开始的。
你将学到的技能
设计、测试和评估计算机的工作是复杂的，这使得研究该领域的人具有不同的可转移技能:
•批判性思维和分析-计算机硬件工程师的工作需要逻辑思维和分析能力
•主动学习——该领域不断发展的技术意味着计算机硬件工程师“学会如何学习”，并跟上该领域的最新信息
•通信——计算机硬件工程项目很少是一个人的工作;他们需要与他人互动的能力
•组织-管理时间、计划和优先级对于繁忙的计算机硬件工程师来说是必不可少的
•复杂的问题解决-计算机硬件工程领域可以提出复杂的挑战和问题
•创造力——跳出思维定势，想出创新的方法和新设计
•数学和物理-这些是计算机硬件工程领域的基本技能
•符合标准——计算机硬件工程师的部分工作是评估设计和流程是否符合法律、法规和标准
拥有计算机硬件工程学位你能做什么?
由于计算机硬件工程非常特殊的性质，大多数毕业生直接在该领域工作，研究，设计，开发，制造，测试，安装和维护计算机系统和组件。
根据美国劳工统计局的数据，以下是计算机硬件工程师的最大雇主:
•计算机系统设计及相关服务
•计算机及周边设备制造业(例如:汽车、家用电器和医疗设备中的计算机系统)
•科研开发服务
•半导体和其他电子元件制造业
•联邦政府
无论在哪个领域工作，计算机硬件工程师都必须终生学习，因为计算机技术是不断发展的。使用特定类型硬件的专业人员通常追求特定于该硬件的认证，例如Microsoft、Cisco或IBM认证。
