微电子和计算机对 电子的影响


6.1 有关电子专业

在过去，电子是理工专业中最大的专业，不过这些年体量减小了，但是仍然还是最大的专业。
我自己就是电子专业毕业的，记得我那个时候，电子专业还是蛮不错的，不过这些年随着微电子和计算机的快速发展，
电子专业受到了不小的影响。

6.2 电子是如何受到微电子和计算机影响的


想了解这一点，需要弄清楚电子发展的几个阶段。

6.2.1 第一阶段：电子为主导时的阶段
（1）这一阶段的电子设备的特点是
1）这一时期还没有计算机，也没有微电子，所有的电子设备的设计只与电子有关，电路设计全由电子工程师完成，
这一时期电子是核心。

图：


2）电子元器件(电阻、电容、电子管等)的体积非而且常大，电子元器件全都是分立元件，所以设备体积非常大
3）没有所谓的pcb板，电子元器件之间直接使用导线进行连接
4）电路硬件设计好后，设备的工作逻辑(功能)固定死了
也就是说，电子设备的功能是直接由硬件结构决定的，跟软件半毛钱关系都没有。

（2）这一时期电路的样子


图：

6.2.2 第二阶段：微电子和计算机开始出现



（1）这一时期的电子设备的特点是
1）在众多的电子设备中，开始出现计算机这种特有的电子设备

图：

2）半导体材料晶体管代替了电子管，由于晶体管体积更小，因此电子设备的体积相应大幅缩小
3）PCB板被广泛使用，不再使用导线直接连接电子元器件
4）电子专业中分离出了微电子
微电子的出现，使得集成电路开始发展，集成电路晚于计算机的出现。
集成电路出现后，电路中的核心功能开始被集成于芯片之中，由于集成芯片把核心的电路分走了，
电子工程师的工作量开始减少，只是由于集成度的限制，设备中还留有大量的分离元件，因此设备体积还是较大。
需要强调一点的是，不要一说到集成芯片就想到CPU，尽管CPU也是集成芯片，但是并不是所有的集成芯片都是CPU，很多的只是
某些特殊的功能集成芯片，比如某些芯片专门用于A/D或者D/A的，专门用于实现3-8译码器。
（2）这一时期的电路板的样子

图：


6.2.3 第三阶段：微电子和计算机进一步发展


（1）在这一时期的特点


1）超大规模集成电路日趋成熟
几乎所有的复杂的电路，都被集成在了芯片中，不再需要使用分立元件来设计复杂电路，电路板变得更加的简洁，设备体
积也变得更小。

2）几乎所有的电子设备使用计算机实现


图：


（a）为什么计算机被广泛应用于各个方面

随着集成电路的快速发展，计算机可以做的越来越小，所以除了PC和服务器等通用计算机外，各种小型计算机被大量使用，
以前所有的、有着某些特殊用途的、纯硬件式的电子设备都被淘汰了，都改用小型计算机实现，并大量用于民用、工业、农业、
军事、交通、医疗等领域，比如交通灯、内窥镜、空调等。



这些有着某些特殊用途的小型计算机常被称为“嵌入式计算机”，有关嵌入式，会在后面的“嵌入式工程师学习指南”篇中详
细介绍。


（b）计算机又拿走了一部分原属于电子的工作内容

在计算机普及之前，设备的功能原本是由电子硬件决定的，但是现在几乎所有的电子设备都是由计算机实现，设备的功能不在由
纯硬件结构决定，而是计算机程序决定，因此电子原有的工作，又被计算机的分走了一部分。

现在几乎所有的电子设备，均由计算机实现，所以都涉及编程工作，因此对于电子专业的学生来说，自然也要求具备一定的
编程能力，这就是为什么电子专业都要求学习C语言的原因了，之所以是C语言，而不是其它的语言，那是因为电子系的同学经
常从事的是嵌入式计算机的开发，而不是PC/服务器等这类通用计算机的开发，而嵌入式计算机基本都使用C语言进行编程。
6.3 回顾“微电子”和“计算机”对“电子”的影响
（1）微电子对电子的影响
由于核心电路都被集成到了集成芯片中，不再需要电子工程师来设计复杂的、分离元件形式的电路，原本属于电子的很多工
作被微电子给分走了

（2）计算机对电子的影响
前面就说过，现在的电子设备几乎都是由计算机实现的，设备功能均由程序决定，不再像以前，设备的功能纯粹由电子工程师所
设计的硬件结构决定，同样的，原本属于电子的工作，又被计算机给分走了一部分。


总之原本属于电子的工作内容，被微电子和计算机给分走了很多，如果你毕业后不考研，也不从事与编程相关的纯软件开发、或者
嵌入式开发的话，电子的就业机会相对比较窄。

6.4 通用计算机开发与嵌入式计算机开发
现在电子计算机大体上可以分为两类，一类是通用计算机，另一类的嵌入式计算机，

6.4.1 通用计算机
PC和服务器等计算机就是典型的通用计算机，
（1）通用计算机的硬件基本的是标准化的，它们在出厂时硬件就被设计好了，开发人员不再需要关心硬件问题，只需要为其
开发运行的软件即可。
（2）通用计算机的软件开发，大多由计算机相关专业的同学从事。

6.4.2 嵌入式计算机
比如各种的电冰箱/电饭煲、各种玩具、各种汽车电子等，就属于典型嵌入式设备。
（1）由于嵌入式计算机的特殊性，计算机的硬件不是标准化的，需要专门的定制，因此进行嵌入式开发时，既要涉及硬件的开发，
也要软件的开发，所以嵌入式是属于硬软结合的开发。
（2）嵌入式的开发，大多由电子相关专业的同学从事
比如像单片机、Linux等嵌入式开发，嵌入式开发应该说，算是电子专业的御用开发方向之一。
之所以会这样的，是因为嵌入式是硬软相结合的开发，而电子专业的同学，硬件知识相对比较扎实，毕竟电子专业就是专门
研究硬件的。
而且电子专业几乎都会学习c语言，有相当的编程基础，而嵌入式开发通常使用的也是C语言，因此电子专业学生的知识结构，
应该说是天然的满足嵌入式的开发需求，所以大量电子专业的学生毕业后，大多会选择从事嵌入式开发。


6.5 通用计算机与嵌入式计算机之间的界限
这些年随着嵌入式的飞速发展，嵌入式计算机与通用计算机之间的界限越来越模糊，比如以手机为例，事实上早先的手机属于典
型的嵌入式设备，升级为智能手机后，与PC这种通用计算机差别是越来越小，PC能干的事情，智能手机基本都能干。
从手机就可以看出，嵌入式计算机与通用计算机之间界限正在模糊化，所以与手机相关的开发，既可以认为是通用计算机的开发，
也可以认为是嵌入式开发。
与之相对应的，在未来，计算机专业与电子专业之间的界限也会变得模糊，电子专业毕业后与计算机专业毕业后所做的事情，可
能会越来越来相似，现在有不少高校开有物联网、嵌入式等新专业，实际上这些新专业，是典型的介于电子与计算机之间的新型专业，
既涉有电子的特点，也有计算机的特点。

6.6 目前，电子专业的毕业去向
（1）考研
（2）做与编程相关的IT开发


1）纯软件的开发，对应就是通用计算机相关的开发


2）硬软相结合的开发，对应就是嵌入式相关的开发



（3）毕业后，从事纯硬件方面工作


比如像设计电路原理图，绘制PCB板等，


a）设计电路原理图


由于集成电路的快速发展，各种复杂的核心电路，都被集成到了芯片中，相比以前，电路原理图的设计变得简单了。


b）绘制pcb板
应该说，绘制pcb板算是一个经验活，因此经过PCB培训的初中/高中毕业的学生，基本都能从事PCB板的绘制工作，就技术含量来说
相对少了些。


当然需要强调一点的是，如果绘制的是高速PCB的话，技术要求相对较高，如果没有一定深度的电子专业知识作为基础的，很难绘
制出这类高级的PCB板，所以像这类高级别PCB的绘制，大多还是由电子专业的本科学生在做，毕竟技术难度不在一个档次上，当然对应
的待遇自然也是不一样的，像这种能够高级别PCB的硬件工程师，薪资待也是相当可观的，不过同样需要多年的经验积累。


（4）电子方面的销售，或者技术支持什么的


（5）转行其它