يعد مجال هندسة الحاسوب واحدًا من أهم المجالات التقنية وأعرقها، وتلعب هندسة الحاسوب دورًا رئيسيًا في تطوير أنظمة حاسوبية متكاملة تُستخدم في مختلف المجالات، ويوفر هذا المقال لمحة شاملة عن هندسة الحاسوب، بدءًا من تعريفها وأقسامها، مرورًا بموادها ويوضح أبرز الفروق بين هندسة الحاسوب وبين هندسة البرمجيات وعلوم الحاسوب، وصولًا إلى مهارات مهندس الحاسوب ووظائف هندسة الحاسوب.
ما هي هندسة الحاسوب؟
تعد هندسة الحاسوب مجالًا واسعًا يجمع بين تصميم الأجهزة وتطوير البرمجيات، وتعتمد هندسة الحاسوب على مبادئ من علوم الحاسوب وهندسة الإلكترونيات لتطوير أنظمة حاسوبية مدمجة ومتكاملة تُستخدم في مختلف المجالات، مثل: الطب والاتصالات والنقل والصناعة.
يبدأ عمل مهندسي الحاسوب من تصميم الدوائر الإلكترونية والشرائح الإلكترونية للحاسوب، ثم كتابة البرمجيات منخفضة المستوى لتشغيل هذه الدوائر والشرائح وتشغيل عتاد الحاسوب عامة، ثم تطوير أنظمة التشغيل لإدارة موارد الحاسوب، وأخيرًا تطوير البرمجيات الملائمة لاحتياجات المستخدم لتثبيتها على الحاسوب.
تدخل هندسة الحاسوب في كثيرٍ من المجالات المختلفة، ما يجعلها إحدى أهم المجالات المعاصرة، ومن هذه المجالات:
- الطب والخدمات الصحية: يعمل مهندسو الحاسوب على بناء أجهزة طبية متطورة وتطوير برمجياتها وتحديثها باستمرار لزيادة دقتها في تشخيص المريض وتحديد حالته والدواء المناسب له.
- الصناعة: يساعد مهندسو الحاسوب على تطوير الآلات وتسهيل أتمتة العمليات، ما يزيد إنتاجية المصانع وبالتالي زيادة دخلها وتحسين جودة المنتجات.
- التواصل: يسهُل التواصل يومًا بعد الآخر مع وسائل التواصل الاجتماعي والإنترنت، وقد ساهم مهندسو الحاسوب في تسهيل التواصل إلى هذا الحد ببناء الشبكات وتوسعتها.
ما أقسام هندسة الحاسوب؟
تتعدد أقسام هندسة الحاسوب وتتفرع، ومن أشهر أقسامها:
- قسم هندسة البرمجيات Software Engineering
- قسم هندسة الشبكات Networks Engineering
- قسم الذكاء الاصطناعي Artificial Intelligence
- قسم أمن المعلومات Information Technology لنعرف بتفصيلٍ أكبر عن كل قسم.
قسم هندسة البرمجيات Software Engineering
يعد قسم هندسة البرمجيات أحد أشهر أقسام هندسة الحاسوب وأكثرها انتشارًا، ويعمل مهندسو البرمجيات على توظيف التقنيات البرمجية من لغات برمجة وأطر عمل وقواعد بيانات وغيرها من التقنيات لتطوير برامج للمستخدمين.
وتتعدد المجالات الفرعية من مجال هندسة البرمجيات، ومن أشهرها مجال تطوير الويب، والذي يهتم بتطوير تطبيقات الويب التي يتصفحها المستخدمون عبر متصفحات الويب، وكذا يعد تطوير تطبيقات الجوال أحد المجالات الفرعية من هندسة البرمجيات، وهو المجال المختص في تطوير تطبيقات موجهة إلى أنظمة تشغيل الهواتف الجوالة، مثل: أندرويد وأي أو إس iOS، وكذلك مجال تطوير تطبيقات سطح المكتب الذي يُعنى بتطوير تطبيقات لأنظمة تشغيل الحواسيب، ومنها ويندوز ولينكس وماك أو إس MacOS.
قسم هندسة الشبكات Networks Engineering
يعمل مهندسو الشبكات على تصميم الشبكات وبنائها وصيانتها دوريًا، والشبكة هي نظامٌ رقميٌّ يسمحُ للأجهزة الإلكترونية بالتواصل وتناقل البيانات، ولا يكاد مجالٌ تقنيٌّ أن يظهر إلا بالاعتماد على الشبكات، ما يجعل من هندسة الشبكات أحد أهم أقسام هندسة الحاسوب.
قسم الذكاء الاصطناعي Artificial Intelligence
يظفر قسم الذكاء الاصطناعي برواج واسعٍ في الآونة الأخيرة سواءً بين المبرمجين أو غيرهم، وذلك نظرًا للتقدم السريع والكبير في هذا المجال، ويعد الذكاء الاصطناعي قسمًا من أقسام هندسة الحاسوب، ويجمع مهندسو الذكاء الاصطناعي بين مجالات تعلم الآلة وتحليل البيانات ومجالات أخرى لتطوير برمجيات لأتمتة المهام الروتينية، ما يزيد من إنتاجية الشركات ويقلل التكاليف ويرفع الأرباح.
قسم أمن المعلومات Information Technology
يهتم قسم أمن المعلومات بإدارة أنظمة التشغيل وتنظيم العمليات عليها وحمايتها، كما يهتم بإدارة قواعد البيانات، ما يجعله مجالًا واسعًا يحتاج متخصصوه مهاراتٍ عديدة، منها: إدارة أنظمة التشغيل وإدارة الشبكات وإدارة قواعد البيانات والاختبار وتنقيح الأخطاء وتأمين التطبيقات وغيرها من المهارات.
ما هي مواد هندسة الحاسوب؟
يدرس مهندسو الحاسوب مواد عديدة، منها:
- أساسيات الهندسة الكهربائية Electrical Engineering Fundamentals
- أساسيات علوم الحاسوب Computer Science Fundamentals
- أنظمة التشغيل Operating Systems
- الشبكات Networking
- التصميم والتحليل الهندسي Engineering Design and Analysis لنتعرف بعمقٍ عن ماهية كل مادة وأهميتها.
أساسيات الهندسة الكهربائية Electrical Engineering Fundamentals
تتفرع الهندسة الكهربية من مجال الهندسة، وتهتم الهندسة الكهربية بدراسة التطبيقات الكهربية في الأجهزة الحديثة، ولا سيما الدوائر الإلكترونية المتكاملة Integrated Circuits والترانزستورات Trasistors، واللذان يُعدَّان من القطع الأساسية في عتاد أي حاسوب، كما تهتم الهندسة الكهربية أيضًا بدراسة الإشارات ومعالجتها Signal Processing، وكذلك يدرس الإلكترونيات الدقيقة وأشباه الموصلات Microelectronics and Semiconductors.
أساسيات علوم الحاسوب Computer Science Fundamentals
تشير علوم الحاسوب إلى دراسة الحاسوب والأنظمة الحاسوبية وطريقة عملها، ويتضمن ذلك دراسة البرمجة ولغاتها، ودراسة الخوارزميات وهياكل البيانات وتحليل البيانات وتأمين التطبيقات البرمجية، كما يتضمن دراسة أساسيات معمارية الحاسوب، والتي تهتم بمكونات الحاسوب الداخلية من معالج إلى الذاكرة العشوائية والذاكرة الصلبة وكيفية عمل هذه القطع معًا.
أنظمة التشغيل Operating Systems
يهتم مهندس الحاسوب بدراسة نظام التشغيل ومكوناته وطريقة عمله، ويتعرف على طريقة تطوير وظائف نظام التشغيل، مثل: إدارة الموارد وإدارة العمليات وإدارة الشبكات وغيرها، ويعلم أيضًا عوامل أمان نظام التشغيل وكيفية تطبيقها أثناء تطوير نظام تشغيل ومن ضمن ذلك اختبار النظام وتنقيح أخطائه، كما يدرس كيفية ارتباط هذا النظام بعتاد الحاسوب والتوافق معه.
الشبكات Networking
تدخل الشبكات ضمن مواد هندسة الحاسوب، ويدرس مهندس الحاسوب ماهية الشبكة ومكوناتها من حواسيب وخوادم وحواسيب مركزية وأجهزة أخرى، وطريقة عمل الشبكة وبروتوكولات تبادل المعلومات والبيانات والموارد والخدمات عبر الشبكة، ويعرف أنواع الشبكات المختلفة ومعايير اختيار النوع المناسب من الشبكات حسب احتياجات العمل، كما يتعلم بناء الشبكة ومبادئ تأمينها وحمايتها من الاختراق.
التصميم والتحليل الهندسي Engineering Design and Analysis
يشير التصميم الهندسي في هندسة الحاسوب إلى عملية تصميم هيكل حاسوب أو جهاز إلكتروني وتحديد مواصفاته وإمكانياته، وتصميم نظام تشغيله وعمليات نظام التشغيل أيضًا، أما عملية التحليل الهندسي في هندسة الحاسوب فهي إحدى خطوات عملية التصميم الهندسي، ويشير التحليل الهندسي إلى عملية تحديد المشكلات التي يواجهها المهندس أثناء عملية التصميم وتفكيكها إلى مشكلات صغيرة وحل هذه المشكلات الصغيرة واحدة تلو الأخرى حتى يصل إلى حل للمشكلات الكبيرة في التصميم.
ما الفرق بين علوم الحاسوب وهندسة الحاسوب وهندسة البرمجيات؟
تركز هندسة البرمجيات أساسيًا على دراسة البرمجيات ومكوناتها وطريقة عملها، ودراسة لغات البرمجة والنظريات البرمجية وطريقة تطوير برنامج ذي أداء سريعٍ وأمانٍ عالٍ، بينما تدرس هندسة الحاسوب عتاد الأجهزة الإلكترونية وكيفية بناء جهاز إلكتروني والمكونات الدقيقة للأجهزة، كما تدرس البرمجيات أيضًا ولا سيما التطبيقات منخفضة المستوى المستخدمة لتشغيل قطع العتاد المختلفة داخل الحاسوب.
تتشابه علوم الحاسوب مع هندسة البرمجيات تشابهًا كبيرًا، ولكنها تختلف معها في دراسة العتاد، إذ يدرس طلاب علوم الحاسوب أمورًا عن عتاد الحاسب وكيفية عملها، ولكنها تختلف عن هندسة الحاسوب في مدى التعمق في دراسة العتاد، إذ يدرس مهندسو الحواسيب العتاد بعمق، حتى يدرسوا أدق أنواع العتاد، مثل: الدوائر الإلكترونية المتكاملة والترانزستورات، بينما لا يدرس طلاب علوم الحاسوب عن العتاد إلا علومًا نظريةً قليلة.
ما هي أهم مهارات مهندس الحاسوب الناجح؟
تعد مهارات مهندس الحاسوب الناجح عديدة، ولعل أهمها:
- الشهادة Degree
- التفكير المنطقي Logical Thinking
- التفكير النقدي Critical Thinking
- حل المشكلات Problem Solving
- المهارات الناعمة Soft Skills لنأخذ لمحة سريعة عن كل مهارة.
الشهادة Degree
لا شك أن الشهادة الجامعية في مجال هندسة الحاسوب مفيدة، فالتعليم الجامعي يساعدك على التعلُّم المنظم ويضمن وجود رقيب يتابع تطور مستواك، ولكنها كذلك ليست ضرورية للنجاح في تخصص هندسة الحاسوب وقد تعدلها الدراسة الذاتية والتطبيق العملي والخبرة في المجال فكثير من جهات العمل اليوم تشترط الخبرة في المجال أكثر من اشتراط الشهادات. فمصادر التعلم الذاتي كثيرة ومنوعة ومن بين مصادر التعلم البارزة عربيًا أكاديمية حسوب التي توفر لك من خلال دوراتها البرمجية في مختلف المجالات التقنية مميزات التعليم الأكاديمي من منهجية واضحة في التعلم وشهادة تثبت ما تعلمته ورقابة من خبير في هندسة الحاسوب، كما تمنحك مميزات التعليم الذاتي من مرونة التعلُّم وسهولته وسرعته وغيرها مما لا توفره الجامعة.
التفكير المنطقي Logical Thinking
لا يستطيع مهندس الحاسوب مزاولة مهنته دون مهارات التفكير المنطقي فهو الذي يجعلك تكر بشكل منظم يساعدك علة فهم عتاد وبرمجيات الحواسيب ويوفر له مهارة التخطيط الجيد ويمنحك القدرة على اتباع خطواتٍ متسلسلة مرتبة مفصلة للوصول إلى أفضل حل للمشكلات التي تواجهها.
التفكير النقدي Critical Thinking
يحتاج كل مهندس حواسيب إلى عقلٍ نقديٍّ يساعده على تحديد مواطن الضعف في برنامجه أو جهازه، فنقاط الضعف في البرنامج الرقمي ينتج عنها وصول المخترقين والمحتالين إلى بيانات المستخدمين، ما يؤدي إلى فقد الموثوقية والمصداقية، أما مواطن الضعف في الأجهزة سواءً حواسيب أو هواتف جوالة أو غيرها فإنَّها تؤدي إلى سوء تجربة المستخدم، مما يؤدي أيضًا إلى خسارة الموثوقية والمصداقية من العملاء.
حل المشكلات Problem Solving
تواجه مهندس الحاسوب مشكلاتٌ كثيرةٌ أثناء بناء الأجهزة والتطبيقات، مما يُحتِّم عليه تعلُّم مهارة حل المشكلات، وهذه المهارة مرتبطةٌ ارتباطًا وثيقًا بمهارة التفكير المنطقي، إذ يساعد التفكير المنطقي على وضع خطوات متسلسلة للوصول إلى أفضل حلٍّ للمشكلة؛ سواءً كانت هذه المشكلة برمجية أو مشكلة في تصميم الجهاز وتحديد الموارد والخامات أو غيرها.
المهارات الناعمة Soft Skills
عادةً ما يعمل مهندسو الحاسوب ضمن فرق عمل، فلا يستطيع مهندس حاسوب واحد تنفيذ جميع مهام من بناء جهاز إلكتروني إلى تطوير نظام تشغيل له ثم تطوير برمجيات موجهة لهذا الجهاز، وذلك يجعل تعلُّم مهارات التعامل مع الأصدقاء في فريق العمل أمرًا ضروريًا.
ما وظائف هندسة الحاسوب؟
تفتح لك هندسة الحاسوب أبوابًا عديدة أمام وظائفٍ كثيرة، ومنها:
- متخصص دعم تقني
- مهندس DevOps
- خبير أمن معلومات
- خبير ذكاء اصطناعي
- مطور تطبيقات لنعرف مزيدًا من المعلومات عن كل وظيفة على حدة.
متخصص دعم تقني
يعمل متخصص الدعم التقني على تكوين النظام التقني للشركة، بدءًا من تنصيب الخوادم والشبكات، مرورًا باختبار النظام واستخراج نقاط ضعفه وحلها، وصولًا إلى صيانة النظام وترقيته دوريًا لضمان استمرار عمله على أفضل وجه.
مهندس DevOps
ينتشر مجال ديف أوبس DevOps بسرعة شديدة رغم حداثته، وذلك لما له من فوائد في تسريع عملية تطوير البرمجيات، ولتصبح مهندس DevOps عليك تعلُّم مجموعة من المهارات، أهمها: كتابة الشيفرات البرمجية لأتمتة المهام وإدارة أنظمة التشغيل والشبكات والخوادم، والتعامل مع الحاويات Containers وأشهرها دوكر Docker، وتنفيذ مهام الحوسبة السحابية ومنهجية التكامل المستمر والنشر المستمر CI|CD، وتأمين البنية التحتية اللازمة لتشغيل التطبيقات والخدمات وإدارة السجلات Logs ومراقبة حالة النظام Monitoring للكشف أي أخطاء فور وقوعها.
خبير أمن معلومات
يشرف خبير أمن المعلومات على اسكتشاف والثغرات الأمنية سواءً في عتاد الحواسيب أو في برمجياتها وحل هذه الثغرات ويعد أمن المعلومات أحد أهم وظائف هندسة الحاسوب، ويجب أن يكون خبير أمن المعلومات على دراية واسعة بأمن الشبكات ونظم التشغيل وقواعد البيانات، ويكون خبيرًا في الأمن السيبراني واختبار التطبيقات وتنقيح أخطائها.
خبير ذكاء اصطناعي
يعد الذكاء الاصطناعي واحدًا من وظائف البرمجة الحديثة الأكثر طلبًا في سوق العمل اليوم، وتتفرع منه مجالاتٌ عديدة، مثل: تعلم الآلة والتعلم العميق ومعالجة اللغة الطبيعية وغيرها، ويحتاج خبير الذكاء الاصطناعي إلى إتقان لغة برمجة، وتشتهر لغة البرمجة بايثون بشدة في هذا المجال، كما يحتاج إلى معرفة بأطر عمل الذكاء الاصطناعي وتعلُّم الآلة وأشهرها إطار عمل باي تورش PyTorch وتنسر فلو TensorFlow، وأن يتعرف أيضًا على مبادئ الإحصاء والرياضيات وتحليل البيانات، وكذا ينبغي عليه المعرفة بماهية الرؤية الحاسوبية Computer Vision والحوسبة السحابية Cloud Computing.
مطور تطبيقات
تتعدد أنواع التطبيقات ما بين تطبيقات ويب وتطبيقات هاتف وتطبيقات سطح مكتب، ولكلٍّ منها لغات برمجة وأطر عمل ومهارات خاصة به خاصة به، ويعد تطوير التطبيقات هو المجال الأشهر من مجالات هندسة الحاسوب، ويشترك مطورو التطبيقات بجميع أنواعها في حاجتهم لدراسة لغة برمجة وإطار عمل وقاعدة بيانات ونظام تحكم في الإصدارات، بينما تختلف نوعية اللغات وأطر العمل بين التطبيقات المختلفة، فمثلًا يحتاج مطورو الويب لدراسة إحدى لغات الويب، مثل: جافا سكريبت أو PHP أو روبي أو بايثون وغيرها، بينما يحتاج مطورو تطبيقات الهاتف إلى دراسة لغة جافا أو كوتلن لتطبيقات أندرويد وسويفت لتطبيقات أي أو إس iOS، أما مطورو تطبيقات سطح المكتب فيدرسون لغة البرمجة جافا Java أو سي بلس بلس C++
الخاتمة
إلى هنا نكون قد وصلنا لنهاية مقالنا الشامل الذي شرحنا فيه كل ما يخص هندسة الحاسوب التي تعد مجالًا واسعًا يوفر لدارسيه فرصًا وظيفية مميزة ذات رواتب مجزية ويفتح لمن يتقن مهاراته الواسعة الكثير من المجالات والتخصصات، وهو مجالٌ ذو مستقبلٍ مميز ولا سيما مجالاته المتعلقة بالذكاء الاصطناعي لذا ننصحك بالبدء بتعلم مهاراته من الآن واللحاق بركب التطور التقني الحاصل في شتى المجالات.
تعليقات
إرسال تعليق