معرفی رشته کامپیوتر وگرایش های آن

در معرفی رشته کامپیوتر باید دیدگاههای زیادی را مد نظر گرفت، شاید وقتی که شخصی کلمه کامپیوتر را به زبان می آورد اولین چیزی که به ذهن ما خطور می کند یک کامپیوتر شخصی خانگی یا حداکثر یک لپ تاپ باشد، و یا حتی کسانی که هنگام ورود به دانشگاه این رشته راانتخاب می کنند شاید تصور و انتظارشان  چیزی پایین تر از علوم کامپیوتر باشد،  ولی واژه کامپیوتر چیزی فرا تر از این حرف هاست ، درست است که در لغت به معنای محاسبه گر می باشد ،ولی پس از معرفی رشته کامپیوتر به این مسئله پی می برید که  کاربرد آن بیشتر از یک ماشین حساب می باشد.

تاریخچه کامپیوتر

بهتر است قبل از معرفی رشته کامپیوتر کمی به تاریخچه پیدایش کامپیوتر بپردازیم:

واژه کامپیوتر در سال ۱۶۴۶ به زبان انگلیسی وارد گردید که به معنی «شخصی که محاسبه می‌کند» بوده‌است و سپس از سال ۱۸۹۷ به ماشین‌های محاسبه مکانیکی گفته می‌شد. در هنگام جنگ جهانی دوم «کامپیوتر» به زنان نظامی انگلیسی و آمریکایی که کارشان محاسبه مسیرهای شلیک توپ‌های بزرگ جنگی به وسیله ابزار مشابهی بود، اشاره می‌کرد.

نسل اول کامپیوتر ها

اولین کامپیوتر در سال ۱۹۳۷ در آمریکا اختراع شد. پروفسور«ایکن» با استفاده از لامپهای خلاء(Diode) این کار را به انجام رسانید(لامپهای خلاء Diode و Triodeیا دوقطبی و سه قطبی، اغلب در رادیوها استفاده می‌شود. این لامپها خاصیت یک سو کننده جریان برق را دارند). با دیودها مشکل ایجاد حافظه و دسترسی به آن حل شد. اما، در سال ۱۹۳۷ دیودها، لامپی و حجیم بودند و با روشن شدن حرارت زیادی تولید می‌کردنداولین پیشرفت در جهت استفاده بهتر از کامپیترهای نسل اول جایگزینی مبنای دودویی به جای مبنای ۱۰ بود. زیرا در طرح پروفسور ایکن، برای معرفی هر کاراکتر وجود ده دیود ضروری بود که باید یکی روشن و بقیه خاموش می‌ماندند. این امر، در افزایش خانه‌های حافظه در کامپیوترهای آن زمان، محدودیت مهمی به شمار می‌رفت. به هر حال، در سال ۱۹۴۷، دانشگاه پنسیلوانیا با استفاده از این روش، کامپیوتری به نام ENIAC را طراحی کرد با اختراع EDSAC[1] در سال ۱۹۴۹، انگلستان اولین کامپیوتر به معنای واقعی را عرضه داشت. این دستگاه برنامه و دستورالعملها را در خود ذخیره می‌کرد. در سال ۱۹۵۱، رمینگتون، UNIVAC-1 که بزرگترین کامپیوتر آن زمان برای مقاصد بازرگانی بود را عرضه داشت.

نسل دوم کامپیوترها

در سال ۱۹۴۸، باردین، ترانزیستور را اختراع کرد ولی ده سال طول کشید که از سطح آزمایشگاهی به سطح استفاده صنعتی برسد.ترانزیستور، در پیشرفت صنایع الکترونیک نقش مهمی را برعهده داشت. ترانزیستور از لامپ خلاء به مراتب کوچکتر است. به انرژی کمی نیاز دارد، حرارت کمتری تولید می‌کند و ارزان‌تر نیز هست. به این دلایل ترانزیستور به زودی جای خود را در ساختمان کامپیوتر گشود و جایگزین لامپهای خلاء در حافظه شد. به این ترتیب، نسل دوم کامپیوتر به دنیا آمد. کامپیوترهایی با تعداد خانه‌های حافظه بیشتر و امکانات و کارآیی وسیع‌تر. ترانزیستور، کامپیوترهای نسل دوم را کوچک‌تر و ارزان‌تر کرد.تحول مهم دیگری که در نسل دوم کامپیوترها پدید آمد، زبانهای برنامه نویسی کامپیوتری بود. در نسل اول کامپیوترها، از زبانهای سطح پایین، که در آنها آشنایی با جزئیات ماشین ضرورت داشت، استفاده می‌شد. یعنی، مجموعه‌ای از اعداد و ارقام که کدهایی قابل فهم برای کامپیتر بود. در نسل دوم، زبانها برای کاربردهای عمومی‌تر آماده شد. این امر رواج استفاده از کامپیوتر در امور تجاری و اداری را سرعت بخشید. کامپیوترهای این نسل، حصار دانشگاه‌ها و مؤسسات تحقیقاتی را شکستند و به گونه‌ای گسترده در مؤسسات دولتی و شرکهای صنعتی و بازرگانی به کار گرفته شدند.

نسل سوم کامپیوترها

از سال ۱۹۶۴، به جای لامپها و ترانزیستورها، از خاصیت آهن ربایی حلقه‌ها یا میله‌ها در اثر عبور جریان برق استفاده شد. در حقیقت، به جای لامپ و ترانزیستور مورد استفاده در نسسلهای پیشین، سمت عبور جریان برق را قطب‌های آهنربا تعیین می‌کرد. در نتیجه دو حالت صفر یا یک به وجود می‌آمد. اما انتخاب جنس حلقه و آلیاژ لازم برای حلقه مطرح بود. در نسل دوم، اکسید آن به سبب توانایی خود پاسخگوی این نیاز بود. معروف‌ترین کامپیوتر این نسل IBM/360 می‌باشد. اولین رایانه های این نسل در صنعت انرژی اتمی مورد استفاده قرار گرفتند.

نسل چهارم کامپیوتر

کامپیوترهای نسلهای اول، دوم و سوم از نظر مشخصات به سادگی قابل تفکیک اند. ولی مرز بین نسل سوم و چهارم چندان مشخص نیست. آنچه مسلم است   آنکه کامپیوترهای نسل چهارم از نظر طرح واحد پردازش مرکزی و دستگاههای پیرامونی، توانایی بیشتر، عمر طولانی‌تر قطعات و اطمینان بیشتری را عرضه می‌کنند. مهمترین تغییرات سخت افزاری در کامپیوترهای نسل چهارم عبارتند از:

– به کارگیری مدارهای مجتمع با تراکم زیاد

– استفاده از «ریزپردازنده»

– توسعه امکان پردازش مستقیم به جای پردازش با رسانه‌های ورودی(Batch)

نسل پنجم کامپیوتر ها

در نسل پنجم کامپیوترها، به سادگی استفاده کاربران از کامپیوتر و برنامه نویسی توجه بسیار زیادی شده است. چرا که با کاهش قیمت سخت افزار، مخارج استفاده از کامپیوتر به مراتب از قیمت خود آن بیشتر خواهد بود. استفاده کنندگان خواهند توانست بودن اطلاع از طرز کار و جزئیات داخلی قسمتهای مختلف، آنها را به صورت آماده تهیه کرده و به دلخواه خود سیستم‌هایی کامپیوتری(نرم‌افزارهای کاربردی) بسازند. امروزه، به کمک نرم‌افزارهای موجود، مهندسین تعمیرات کامپیوتر، می‌توانند بسیاری از خرابی‌ها را تشخیص دهند. ارتباط با کامپیوتر از طریق صوت و تصویر نیز امکان پذیر خواهد بود. اطلاعات از همان زمان پیدایش به صورت مناسب برای کامپیوتر ذخیره شده و در هنگام لزوم، از طریق سیستم‌های کامپیوتری مورد استفاده قرار خواهد گرفت. استفاده از حافظه‌های نوری- حافظه‌هایی با حجم کم و گنجایش غیر قابل تصور- ویژگی مهم این نسل است. استفاده از هوش مصنوعی و قدرت تفکر و استنتاج کامپیوتری، از دیگر ویژگیهای کامپیوترهای این نسل است.

نسل ششم کامپیوترها

کامپیوترهای نوع پنتیوم را می‌توان نسل ششم نامید. از جمله ویژگی‌های محسوس این نسل می‌توان استفاده غیر قابل اجتناب از سیستم چند رسانه‌ای را بر شمرد. امکانات جانبی، جاذبه‌های بسیاری را برای کامپیوترهای فراهم می‌آورد.

معرفی رشته کامپیوتر

حال پس از  بیان تاریخچه کامپیوتر بهتر است در مورد علوم کامپیوتر و معرفی رشته کامپیوتر وگرایش های آن بپردازیم: 

علوم‌ کامپیوتر پل‌ ارتباطی‌ دانش‌ کامپیوتر و ریاضی‌ است‌ و مهم‌ترین‌ هدف‌ آن‌ دست‌یابی‌ به‌ بهترین‌ الگوریتم‌های‌ موجود (روش‌های‌ حل‌ مسأله‌) در کم‌ترین‌ زمان‌ و با کم‌ترین‌ خطا و بیش‌ترین‌ دقّت‌ است. به‌ عبارت‌ دیگر هدف‌ این‌ رشته‌ تربیت‌ گروهی‌ متخصّص‌ کامپیوتر است‌ که‌ با دید ریاضی ‌تر و منطقی ‌تر به‌ حلّ‌ مسائل‌ مطرح‌ شده‌ در علوم‌ کامپیوتر یا ریاضی‌ بپردازند .

اگر رشته مهندسی کامپیوتر را به عنوان رشته تحصیلی انتخاب می‌کنید باید انسان ماجراجویی باشید و با طبع همیشه در حال پیشرفت این رشته سازگار باشید. رشته ی مهندسی کامپیوتراز جهاتی تفاوت قابل توجهی با سایر رشته های مهندسی دارد.شاید در سایر رشته های مهندسی مانند مکانیک و عمران و …،صرفا با مرور و خواندن چند باره ی کتب و جزوات و سایر منابع بتوان معدل بالا کسب نمود و جزء دانشجویان برتر قرار گرفت و شاید در این رشته ها نداشتن تکنیک در طول مدت تحصیل خیلی چشمگیریا دردسرساز نباشد.اما در رشته ی مهندسی کامپیوتر ،گاهی برای یک تک درس ۳واحدی بعضا به ارائه ی ۲تا۳پروژه ی درسی برنامه نویسی نیازاست.واین موضوعی است که در مورد اکثر دروس تخصصی این رشته مانند برنامه سازی پیشرفته،زبان ماشین و برنامه سازی سیستم،ساختمان داده ها،طراحی الگوریتم ها،اصول طراحی کامپایلر،اصول طراحی پایگاه داده،نظریه زبانها و ماشین هاو… به قطع برقرار است. دانشجویانی که قصد ادامه ی تحصیلات دانشگاهی خود را در این حوزه دارند باید بدانند که داشتن ذهنی خلاق وایده پردازو هوشی بالا برای موفقیت شرط اساسی است. زیرا صرفا محدود شدن به کتب و جزوات و از برکردن مطالب موفقیت و یا صرفا معدل بالایی را بدنبال نخواهد داشت..مطلب مهم دیگر آنکه چون تقریبا تمام کتب و منابع موجود در این رشته به زبان انگلیسی است و این منابع و اطلاعات به سرعت در حال تغییر هستند و امکان سریع ترجمه آنها نیز به فارسی وجود ندارد از این رو تسلط کافی به زبان انگلیسی در این رشته بسیار مهم است. دروس ریاضی و فیزیک نیز همانند دیگر رشته‌های مهندسی در این رشته کاربرد وسیعی دارد.

  هدف از رشته کامپیوتر چیست؟

تا اینجا با تاریخچه رشته کامپیوتر ومعرفی رشته و بعضی از دروس آن  آشنا شدیم  بهتراست قبل از معرفی گرایش های این رشته  به بازار کار و توانمندی های مورد نیاز این رشته بپردازیم:

هدف شما از ورود به رشته کامپیوتر چیست؟ مطمئناً نظرات گوناگونی در این زمینه وجود دارد ، شاید اطرافیان و یا  مشاورین  مدرسه به شما گفته ” برو رشته کامپیوتر پول تو کامپیوتره و…” شاید از این قبیل حرفها گوش شما رو پر کرده باشه و فقط به دنبال پول باشید که متأسفانه در جامعه ی امروز به خوبی نمایان می شود . ولی بگم که علاقه مهمترین شرط انتخاب رشته و شغل آینده شماست و می تواند سرنوشت و آینده  شما را تحت الشعاع خود قرار دهد.همچنین شما اگر به رشته و یا حرفه خود علاقه داشته باشید به الطبع نتایج مالی مثبتی هم برای شما خواهد داشت.

بسیاری از دانشجویان قبل از ورود به   دانشگاه شاید تصوراتی  مانند این را داشته باشند که مهندسی سخت افزار در حد یک تعمیرکار کامپیوتر است در حالی که کار یک مهندس سخت افزار، تعمیر یا نصب و راه اندازی کامپیوتر نیست. هر چند که می تواند چنین کاری را انجام دهد. در واقع کار یک مهندس سخت افزار، طراحی های سخت افزاری است و به همین دلیل در دانشگاه دروسی مثل ریاضیات و یا مدارهای منطقی را مطالعه می کند همچنین برخلاف تصور کسانی که یک اپراتور را در حد یک مهندس نرم افزار می دانند، باید گفت که یک مهندس نرم افزار لازم است از دانش ریاضی خوبی برخوردار باشد تا بتواند برنامه های کامپیوتری را طراحی کند و آنها را توسعه دهد. برای مثال باید بتواند یک کار گرافیکی را از بنیان طراحی کند. کاری که از عهده یک اپراتور بر نمی آید.  بر خلاف انتظارشان متوجه این مسئله می شوند که خودشان توانایی نوشتن و فرمان دادن به کامپیوتر در جهت پیاده سازی و اجرا یا حل مسئله مورد نظر خود را   دارند و این خودش نوعی تخصص است که فقط و فقط در کنار آموزش صحیح همراه با علاقه میسر می شود.بدون شک هیچ کس منکر آن نیست که جهان امروز با کامپیوتر بیگانه نیست بعضی به خاطر بازیهای کامپیوتری ، عده ای برای ایجاد ارتباط با یکدیگر  ، عده ای جهت خرید کالا و … و بسیاری از امور دیگر که به آن می شود اشاره کرد نیازمند ارتباط با کامپیوتر  و فرمان دادن به آن هستند و کسانی باید باشند که بتوانند این علم را که به طور مستقیم و غیر مستقیم نیاز های بخشی از جامعه را بر طرف می کند  فرا گرفته و از آن استفاده کنند.

تونایی های لازم برای موفقیت در رشته کامپیوتر

ببینید، کلاً کامپیوتر، چه علوم و چه مهندسی، جوری است که که زیاد به اسم مدرک شما نگاه نمی کنند  بلکه دقیقاً دنبال این هستند که شما چه چیزی بلدید . و این چیزهایی که باید بلد باشید  بستگی به خود شما دارد که چقدر تلاش کنید و تکنولوژی های مختلف رو یاد بگیرید. پیشنهاد می شود افرادی که در دست و پنجه نرم کردن با مفاهیم انتزاعی و حضور گاها طولانی مدت کنار کامپیوتر صبر و حوصله و استعداد کافی را ندارند وارد این حیطه نشوند.چرا که متاسفانه دیده می شود بسیاری از افراد که هنگام انتخاب این رشته توجه کافی را به این مسائل معطوف نداشته اند برای ادامه ی تحصیل به سمت سایر رشته ها می روندو حتی دوران کارشناسی خود را به سختی و با مشقت سپری می کنند. به جرأت می توانم بگویم که رشته کامپیوتر تنها رشته است که باید در آن در تمام طول عمر مدت کاری خود بروز باشید و تکنولوژی مختلف را که با گذر زمان به وجود می آیند را فرا بگیرید ، شما حتی خود قادر خواهید بود تا برنامه ای تولید کرده و یا طراحی یک قطعه سخت افزاری را در دست بگیرید و به نوعی می توانید در این حرفه کار آفرینی کنید.

آینده شغلی، بازار کار، درآمد

دنیا مدرن شده و در هر کسب و کاری نیاز به استفاده از کامپیوتر وجود دارد. بعضی مشاغل که حتی بدون این وسیله فلج می شوند، نمونه اش همین روزنامه نگاری که اگر کامپیوتر را از تحریریه ها بردارند همه از ناتوانی به گریه می افتند. در کمال نا باوری در خواندن یک تحقیق که در اینترنت انتشار یافته بود اعلام شده است که تخصص در کامپیوتر(دقت کنید گفتم تخصص) در ایران در آمد زا ترین  حرفه می باشد (بقیه مشاغل به ترتیب جراحی زیبایی ، وکیل خانواده ، بازیگر سینما ،مربی و بازیکن فوتبال می باشد) توجه به گسترش روزافزون دنیای کامپیوتر امروزه بیش از هر زمان دیگری نیاز به متخصصان کامپیوتر احساس می شود. امروزه یک مهندس کامپیوتر اگر علاقمند به کار باشد، هیچ وقت با مشکل بیکاری روبه رو نمی شود. به خصوص مهندسین نرم افزار فرصت های شغلی بیشتری داشته و برای کارکردن نیاز به امکانات و تجهیزات زیادی ندارند. فرصت های شغلی این رشته به حدی گسترده و متعدد است که نه تنها فارغ التحصیلان این رشته به راحتی جذب بازار کار می شوند بلکه دانشجویان دو سال آخر این رشته نیز می توانند وارد بازار کار شده و فعالیت کنند. برای مهندسین سخت افزار هم امکان کار در شرکتهای تولید کننده قطعات و دستگاهها و مراکز صنعتی – تولیدی بسیار فراهم است و از نظر سطح درآمدی هم با توجه به دانش و پشتکار شخصی در حد قابل قبول و ایده آلی قرار دارند. از طرفی با توجه به استفاده روزافزون از شبکه اینترنت زمینه کار در این موضوع نیز بسیار مهیاست.

رشته کامپیوتر در ایران

این رشته در ابتدا تحت پوشش رشته‌ای به نام انفورماتیک و تحت نظر دانشکده‌های ریاضی تدریس می‌شد. هم اکنون این رشته در اکثر دانشگاه‌ها با عنوان مهندسی کامپیوتر و تحت نظر دانشکده فنی (یا مهندسی) ارائه می‌گردد. علاقمندان جهت مشاهده کتابهای رشته مهندسی کامپیوتر می‌توانند به سایت وزارت علوم مراجعه نمایند. گرایش‌های رشته مهندسی کامپیوتر و رده بندی تحصیلی آن در ایران به شرح زیر است:

مقطع کاردانی:

در این مقطع که گرایش نرم افزار دارد(البته گرایش های  دیگری در دانشگاه های علمی کاربردی و در دوره  پودمانی با عناوین دیگر وجود دارد) دانشجویان باید در مدت ۴ الی ۵ ترم ۷۲ واحد درسی را گذرانده تا موفق به اخذ مدرک کاردانی گردند. دانش آموختگان دوره کاردانی کامپیوتر گرایش نرم افزار به عنوان تکنسین به فعالیت مشغول می شوند و از آنجایی که بیش از ۷۰ درصد از فارغ التحصیلان، جذب بازار کار می شوند، می توان این دوره را از دوره های مورد نیاز جامعه دانست.

مقطع کارشناسی:

در این مقطع که به چهار گرایش  علوم کامپیوتر ، فناوری اطلاعات ، مهندسی نرم افزار ، مهندسی سخت افزار تقسی بندی می شود البته تقریباً می شود گفت در ۲۰ واحد این گرایشها با هم تفاوت دارند.

مقطع کارشناسی ارشد :

در این مقطع تنوع گرایش ها بیشتر شده وبه گرایشهای معماری کامپیوتر،مهندسی نرم‌افزار،هوش مصنوعی ،مکاترونیک الگوریتم‌ها و محاسبات مهندسی، فناوری اطلاعات، شبکه های کامپیوتری، امنیت اطلاعات و تجارت الکترونیک تقسیم می شود.

گرایش‌ها و ابعاد مختلف این رشته در کارشناسی ارشد

 گرایش معماری کامپیوتر: در این گرایش دانشجویان با معماری‌های پیشرفته کامپیوتر و ابر رایانه‌ها شبکه‌های کامپیوتری گسترده ـ پردازش تصویر و طراحی سیستم‌های تحمل‌پذیر خطا و … آشنا می‌شوند. 
گرایش نرم‌افزار: در گرایش نرم‌افزار در مقطع کارشناسی ارشد دانشجویان با سیستم‌های عامل پیشرفته ـ بانکهای اطلاعاتی ـ برنامه‌نویسی پیشرفته و تحت WEB ـ الگوریتم‌های پردازش موازی و … آشنا می‌شوند.
  گرایش هوش مصنوعی: در این گرایش با مطالب جدیدی مانند شبکه‌های عصبی ـ هوش مصنوعی
پیشرفته ـ تئوری فازی ـ پردازش تصویر و … آشنا می‌شوند.
 
گرایش الگوریتم و محاسبات: این گرایش که یک گرایش جدید است. دانشجویان با الگوریتم‌های توزیعی و پیشرفته ـ ریاضیات پیشرفته کامپیوتری و … آشنا می‌شوند.

گرایش مکاترونیک:مکاترونیک (یا مهندسی مکانیک و الکــترونیک) تلفیق سه رشتهٔ مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر است. این رشته سعی بر آن دارد تا نگاهی یکپارچه به سیستم‌های تشکیل شده از اجزای مکانیکی – الکترونیکی – کنترلی و نرم‌افزار داشته باشد

و البته رشته های فناوری اطلاعات ، شبکه های کامپیوتری ،امنیت اطلاعات و تجارت الکترونیک از گرایش های فناوری اطلاعات می باشد.

مقطع دکتری:

در مقطع دکتری به گرایش های مهندسی نرم افزار ، معماری سیستم های کامپیوتری ، هوش مصنوعی ،فناوری اطلاعات و الگوریتم و محاسبات تقسیم می شود.

وضعیت  نیاز کشور به این رشته

رشته کامپیوتر که باعث جهانی شدن اطلاعات و ارتباطات شده است ، رشته روز و رشته آینده است تا جایی که پیش بینی می شود تا ۱۰ سال دیگر در کشورهای پیشرفته مردم همان قدر که بر نیروی برق وابسته هستند به شبکه اینترنت وابسته خواهند شد. با توجه به توضیحات گفته شده روند رو به رشد استفاده از کامپیوتر در زندگی روزانه اشتغال و موقعیت کاری برای فارغ التحصیلان این رشته فراهم است تا در قالب شرکتهای تولیدکننده نرم افزار، شرکتهای تولیدکننده قطعات، مراکز صنعتی – تولیدی، شرکتها و موسسات خدماتی، مراکز آموزشی و … مشغول به کار شده و فعالیت کنند. با توجه به پیشرفت کند ایران نسبت به جامعه جهانی کامپیوتر در سالهای اخیر نیاز به مهندسین خلاق و کوشا در این زمینه کاملاً احساس می شود. تنها نگرانی به قسمت نرم افزار مربوط می شود که باید مهندسان خلاق ایرانی اقدام به تهیه نرم افزارهای گوناگون و کارآمد کرده تا تنها مصرف کننده صرف نباشیم.

حرف آخر

مهندسی کامپوتر یکی از نیاز امروز بشر است. نیاز هر اجتماعی به مهندسان کامپیوتر کاملا محسوس است و مهندسی کامپیوتر از عوامل توسعه یک کشور است روند رو به رشد استفاده از کامپیوتر در محافل عمومی و خصوصی، استفاده گسترده از شبکه اینترنت و زمینه های مرتبط با آن، فراهم آمدن شرایط آموزش و تجارت الکترونیک همه و همه دست به دست هم داده اند تا از اکنون چشم انداز روشنی نسبت به آینده این رشته وجود داشته باشد به نحوی که فعالان در این زمینه از آینده معلوم و مطمئنی برخوردار خواهند بود.