Genel

Bilgisayar mühendisleri, donanım, yazılım ve ikisi arasındaki ara yüzler üzerinde çalışırlar. Bilgisayar mühendisleri kendi aralarında veya bilgisayarla ilişkili yada bilgisayar kullanan diğer mühendislik alanlardaki kişilerle takım halinde çalışırlar. Bilgisayar Mühendisliği çalışmaları donanım ve yazılımda uzmanlaşma gerektirir ve gerçekleştirilecek sistemin yada tasarlanacak ürünün yararlı ve fiyat açısından uygun olması için bu ikisiyle ilgili gereksinimlerin iyi tespit edilmesi gerekir.

Amaç

Bilgisayar mühendisliği bölümünün amacı, öğrencilere bilgisayar donanım ve yazılımı konularında güçlü teorik ve pratik altyapı ile birlikte bu ikisi arasındaki uygulamalarda öğrencilere gerekli mühendislik analizi, tasarımı ve uygulama becerisini kazandırmaktır. Bilgisayar mühendisi, bir bilgisayar sistemini elektronik devresinden bu devre üzerinde çalışacak algoritmaya kadar tasarlayabilmelidir. Donanım ve yazılım arasında bir ayrım mevcut olmasına rağmen Bilgisayar Mühendisinin bu iki kavrama bütüncül yaklaşması gerekir. Elektronik bir cihazın bilgisayar olarak nitelendirilebilmesi için matematiksel olarak anlamlı sonuçlar üretmesi gerekir. Benzer şekilde, herhangi bir hesaplanabilen yararlı teori fiziksel olarak gerçekleştirilebilir olmalıdır.  Bilgi işleme ve hesaplama işlemleri öncesi gereken Teori ve algoritma sentezi Bilgisayar Mühendisinin işidir. Bu bölümün amacı da böyle mühendisler yetiştirmektir.

Bir Bilgisayar Mühendisi:

- Bilgisayarın donanım ve yazılım alanlarında kullanmak üzere bilgisayar ve elektroniğin temel teorilerine ve uygulamalarına hâkim olmalıdır.
- Herhangi bir Bilgisayar sistemini tamamen tasarlamak için gerekli tüm alanlarda yeterli bilgi ve birikime sahip olmalıdır (Donanım ve Yazılım).
- Donanım ve yazılım arasındaki ilişkiyi kavramış olmalıdır.
- Bilgisayar mühendisliği prensip ve tekniklerini kullanarak problemleri çözecek kadar analiz, tasarım ve uygulama becerisine sahip olmalıdır.
- Bilgisayar ve mühendislik disiplinlerindeki genel etik, hukuk ve sosyal konularla ilgili yeterli bilgiye sahip olmalıdır.
 

Bilgisayar mühendisleri yoğunlaştıkları özel alanlara göre sınıflandırılabilirler. Bu alanların en önemlileri;
 
- Kodlama, Kriptografi ve Bilgi Koruma
- İletişim ve Kablosuz Ağlar
- Derleyiciler ve İşletim Sistemleri
- Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik
- Bilgisayar Ağları, Mobil Bilgisayarlar ve Dağıtık Sistemler
- Bilgisayar Sistemleri: Mimari, Paralel İşlemler ve Güvenilirlik
- Bilgisayarla görme ve Robotik
- Gömülü Sistemler
- Entegre Devreler, VLSI Tasarım, Test ve CAD
- Sinyal, Görüntü ve Konuşma İşleme
  

Kodlama, Kriptografi ve Bilgi Koruma

Bu alanda çalışan Bilgisayar Mühendisleri; dijital görüntüleri, sesleri ve diğer verileri iletilirken yada depolanırken, telif hakkı ihlali nedeniyle ve diğer tahrifat biçimlerinden dolayı oluşabilecek hatalardan korumak için yeni metotlar geliştirirler. Kodlama kavramı verinin taşınırken ya da depolanırken veya sıkıştırılırken meydana gelebilecek bozulmaları tespit etmek ve düzeltmek anlamında kullanılır. Özellikle kablosuz iletişimde, çoklu anten sistemlerinde, optik iletişimde ve diğer gerçek iletişim sisteminde güvenilir iletim ve verinin korunması önemli bir konudur. Örneğin Dijital filigran, görüntü/bilgi verisine gömülmüş gizli bir kodlama işlemidir ve korsanların bun veriyi illegal yollarla temin etmesinde ya da saklamasında caydırıcı bir etkiye sahiptir ve büyük görüntü veritabanlarının yönetiminde oldukça verimlidir.

İletişim ve Kablosuz Ağlar

Bu uzmanlık alanı oldukça geniş ve fazla konuyla ilgilenmektedir ve bu sayede iletişim sistemlerini ve ağ sınırlarını, modülasyon ve hata kodlama ile bilgi kuramı konularındaki gelişmeleri daha da ileriye götürülecektir. Bilgisayar Mühendislerinin bu alandaki çalışmaları kablosuz iletişimin avantajlarını keşfederken yeni frekans bantlarının ya da mevcut bantların daha verimli kullanılmasını sağlamaktadır. Bu uzmanlık alanının diğer ilgilendiği konular; hızlı ağlar için tasarım teknikleri, gürültü yok etme ve modülasyon, hataya dayanıklı sistemlerin tasarımı ve analizi ve depolama ve iletim biçimleri üzerine yoğunlaşmaktadırlar.

Derleyiciler ve İşletim Sistemleri

Derleyiciler ve işletim sistemleri üzerine yoğunlaşan bu uzmanlık alanındakiler, otomatik olarak her dağıtım ortamı için özelleştirilmiş gelişmiş işletim sistemleri, kütüphaneler ve uygulamalar tasarlamak için çalışırlar. Yeni işletim sistemi mimarileri, program analiz teknikleri, kod dönüşüm algoritmaları ve yeni kalite güvence teknikleri geliştirebilirler.
 

Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik

Bu alanda çalışanlar; mühendislik, fizik ve sosyal bilimlerdeki karmaşık matematiksel problemlerin çözümünde ve formülasyonun da bilgisayarlı hesaplama metotları kullanılır. Bilgisayar benzetim metotları birçok sistem için kullanılabilmektedir ve etkili görüntüleme teknikleri kullanıcıya sonuçları en iyi şekilde kullanma olanağı sunmaktadır. Bunlara örnek vermek gerekirse, uçak tasarımı, nanometre düzeyinde yarı iletken levha üzerinde plazma işlemi, VLSI devre tasarımı, radar tespit sistemleri, biyolojik kanallarda iyon taşıma vb sayılabilir.

Bilgisayar Ağları, Mobil Bilgisayar ve Dağıtık Sistemler

Bu alanda çalışan kişiler bilgi işleme, iletişim ve bilgiye erişimde farklı türde teknolojiler kullanan bütünleşmiş ortamlar tasarlar.  Örneğin; ortak kanallı kablosuz ağlar, mobil sistemler de dahil olmak üzere dinamik dağıtılmış sistemlerde uygun kaynak yönetimi, mobile ve ATM ortamında hizmet kalitesini artırma, heterojen kablosuz ağlarda adaptif bilgi işleme ve kusursuz bellek platformları ve Fast Ethernet ağlarda güvenli ve etkili iletişim.
 

Bilgisayar Sistemleri: Mimari, Paralel İşlemler ve Güvenilebilirlik

Bilgisayar sistemlerinde tamamen güvenilir, test edilebilir, sağlam ve yüksek performanslı bilgisayar sistemleri konularında araştırmalar geniş bir yere sahiptir. Örneğin; Çok kanallı Sayısal İşaret İşleme uygulamaları için bütünleşik tek yongalı yardımcı işlemci tasarlamak; yüksek kullanışlı ve güvenli bilgisayar donanımlarının, yazılımlarının, ağlarının ve iletişim sistemlerinin nasıl tasarlanacağını araştırmak; Bilgisayar donanım, yazılım, ağ ve iletişim sistemlerinin kullanılabilirliliğini önceden tahmin edecek yeni teoriler, algoritmalar ve araçlar geliştirmek.

Bilgisayarla Görme ve Robotik

Bu alanda çalışanlar, akıllı otonom davranışlara ya da hareketlere sahip robotlar ve bilgisayarla görme konularında araştırma ve geliştirme konularındaki çalışmalara yoğunlaşmaktadırlar.  Araştırmalar daha çok,  3 boyutlu dünyanın statik ve dinamik özelliklerini (derinlik, biçim, renk, hareket) görsel algılama, nesne izleme, robot hareket ve davranışlarını modelleme konuları ile ilgilidir. Uygulamalar; gelişmiş bir insan modeli ortaya koyabilme, görüntü iletişimi ve insan-bilgisayar arayüzleri tasarlama ile birlikte çok yönlü görüntü algılayabilen özel amaçlı kamera gibi araçlar gerçekleştirmeyi amaçlamaktadır.

Gömülü Sistemler

Bu alanda çalışan Bilgisayar Mühendisleri, bilgisayar teknolojisi kullanarak tüketici ürünleri, ticaret veya endüstriyel makineler gibi sistemlerde sistem hızını, güvenilirliliğini ve performansını artırmaya çalışırlar. Günümüz otomobillerinde birçok fonksiyon gömülü bir mikroişlemci ile kontrol edilmektedir. Gömülü sistemler, otomatik araç ve gereçlerin arama ve kurtarma için yönetilmesi, otomatik taşıma sistemleri ve insan-robot koordinasyonu ile uzay istasyonlarında tamir gibi sistemleri gerçekleştirmek için kullanılmaktadırlar.

Entegre Devreler, VLSI Tasarım, Test ve CAD

Bu alanda çalışan Bilgisayar Mühendisleri, gelecek kuşak “Very Large-Scale Integration” devrelerin ve mikro sistemlerin hızını, güvenirliliğini ve enerji verimliliğini artırmak ve bunun yanında tasarım sürecini otomatikleştirmeğe çalışmaktadırlar. Örnek olarak, düşük-güçlü VLSI algoritma ve mimarileri, VLSI ve DSP (Digital Dignal Processors) için gürültü toleransı, karışık sinyalli analog entegre devre tasarımı, pasif entegre RF (Radio Frequency) bileşenleri için MEMS (Micro Electro Mechanical Systems),  CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) devreleri için elektrotermal benzeşim ve elektrostatik deşarj koruma ve VLSI verimliliğinin ve güvenliğinin temel sınırlarının torik araştırmaları verilebilir.

Sinyal, Görüntü ve Konuşma İşleme

Bu alanda çalışan Bilgisayar Mühendisleri, insan-bilgisayar etkileşimi ile ilgili gelişmeler, konuşma tanıma ve sentez, tıbbi ve bilimsel görüntüleme ve iletişim sistemleri konularında çalışmaktadırlar. Yüz tanıma gibi Bilgisayarla görme çalışmaları, çoklu ortam veritabanı ile birlikte yeni temsil ve sıkıştırma biçimleri ile birleştiğinde bu alanda örnek bir çalışma ortaya çıkar. Konuşma ve dil mühendisliği çalışmalarında, insan dil yeteneklerini anlamaya ve karşılaştırma kabiliyetine sahip bilgisayar sistemleri geliştirmek gerekir. Dinamik MRI (Magnetic Resonance Imaging), hızlı bilgisayarlı tomografi, elektron mikroskobu, okyanus mayınlarının lazerle görüntülenmesi ve radyo yada televizyon sinyalleri ile uçaklarda pasif radar görüntüleme halen gelişmekte olan görüntüleme sistemleri arasında yer almaktadır. Sinyal işleme alanında, duymaya yardımcı teknolojilerin geliştirilmesine de yoğunlaşabilir.

Görevler

Bilgisayar Mühendisleri, bilgisayar teknolojisini endüstriyel, ticari, tüketici ve askeri uygulamalarda mümkün olduğunca geniş bir şekilde tasarım, geliştirme ve uygulamaya yönelik olarak kullanmaya çalışırlar.  Mesela Otomobil tasarımında bilgisayarlar,  klima, navigasyon, ses ve görüntü sistemleri ve hatta lastik basınç uyarı sistemi gibi birçok sistemle tümleşiktir ve daha da fazla sistemle bilgisayarlar birleştirilebilir yada ilişkilendirilebilir. Bilgisayar mühendislerinin bu çalışmaları ve gayretleri üretim ve dağıtım maliyetlerini göz önüne alarak yaşam kalitesini artırmaya amaçlamaktadır.