能夠讓現代人隨時隨地玩游戲、刷視頻的流暢網速背后,是強大的數字基礎設施。其主要的學科基礎,則非電子信息莫屬。對于想要進入這個行業領域的同學來說,電子信息類專業的數量略有些多(共計20個,如表1),而且其中不少專業名稱相近,讓人難以選擇。在這種情況下,一般來說,本科階段選擇大類中的代表專業是一個比較穩妥的做法。從開設院校數量和畢業生人數來看,排名第一和第二的電子信息工程和通信工程顯然應該是這個專業類的代表專業。以下我們就對這兩個專業做對比分析,希望對大家選擇報考有所幫助。
這兩個專業雖然名字不是很像,但同屬于信息與通信工程一級學科。在不少電子信息類名校如電子科技大學、華中科技大學和北京郵電大學,這兩個專業是設置在同一個學院,可以想見它們之間內在的密切關聯。我本科是學電子信息工程的,對電子與通信有一定的了解。在這里我不想用太官方的話來介紹這兩個專業,就單純想到什么寫什么吧。
一個簡單的例子
假設我們要送一封信給李華,整個歷程大致如下:
1.把想對他說的話寫在信紙上
2.將信紙裝進信封
3.將地址填上,貼好相應價格的郵票
4.將信件送到郵局登記寄件
5.信件被送往收發中心
6.信件在收發中心裝箱
7.貨車載送箱子前往目的地
8.目的地收發中心拆箱
9.信件被送到李華家附近郵局
10.李華收到信件,拆開,閱讀
將以上流程換到網絡中,則“寫在信紙上”“裝進信封”“裝箱”“貨車載送”“拆箱”等這一切物理上的行為動作,皆是電子技術的范疇。通信技術則是在理論與標準上規定了“信紙的大小”“郵票的價格”“地址的格式”“箱子的裝箱形式”,等等。在我們運用互聯網發一條消息時,實際上都會經過以上技術的實現過程。說白了,電子技術是一種手段,通信技術是一種方法,這是我希望大家通過這個例子能理解到的。下面是更為學術一點的對比說明。
電子信息工程,其從技術上可主要分為三個部分,即模擬、電子和射頻。大家平常能看見的電路板,都是電子信息工程的范疇。電子工程師工作的目的,就是讓電子按照我們設想的方式動起來,讓它的物理特性(電壓、電流、電磁波等)發揮出該有的作用(改變電源、形成信號、發送電磁波等)。
通信工程,其基本理論的衍生離不開一部奠基性的巨作《信息論》。如果我們將燈泡的亮設為1,燈泡的滅設為0,那么我們根據這種二進制的信號能規定出很多種溝通方式。信息論做的就是將通信行業里最重要的編碼,利用概率統計確定它的衡量方式。
從課程設置上看,電子信息工程最為基礎的核心課程是“電路基礎”,通信工程的是“信號與系統”。二者從基礎出發而互相層疊,耦合嵌套,最終構建出了現代ICT(信息與通信技術)的基礎底座。實際上在本科教育中,這兩個專業并沒有太大的區別,甚至在專業課上多有重疊。
專業學習,不可或缺的工程思維
無論是學習電子信息工程還是學習通信工程,都應該具備從工程角度看問題的思維。我認為這點非常重要。
舉一個例子。在學習電路的時候,我們一定會接觸到“等效”這個概念,如等效電流源、等效電壓源等。雖然計算時我們需要遵從特定的方法,但我們可以思考一下,這種特定的方法是用什么視角看的?答案非常簡單,我們可以假設它是一個黑盒系統,即我們不知道這是什么,我們只關注它的輸入和輸出特性。利用這種特性,我們就可以將一個不知道、不熟悉的東西,套用在我們已知且熟悉的東西上。這種工程上的視角,讓理論分析變得簡單,化簡了我們計算的過程。類似的例子還有運算放大器的虛短虛斷(實際上運算放大器就是等效的例子)、差分放大電路做鏡像電流源、電磁波的S網絡,等等。
具備這樣的工程思維,能夠讓我們在遇到某些問題時,學會忽略它的內部機理,只關注這個問題的輸入以及輸出。這對我們做決定的時候,常常能產生不一樣的幫助。
關于行業未來與展望
本人才疏學淺,實在無法對這么大的方向下定論,以下提供的只能是個人視角下的所看到的現象,僅供參考。
1.電子類工程師的基本盤依舊在
電子類行業總體上屬于制造業,在產業鏈中處于較上游位置。由于下游生態(計算機、智能應用等)的持續發展,電子類崗位現今的需求基本盤依舊穩健,頭部廠商華為、ZTE、各類手機廠依舊持續招聘電子類工程師。
2.集成電路行業正處于反彈階段
集成電路原本是電子技術的分支,現如今重要性不同以往。雖然集成電路行業的就業略微不如前幾年,一些知名廠商在削減集成電路類工程師的招聘人數,但集成電路領域依舊持續不斷地需要人才,其仍然是電子領域中處于發展階段的分支。
3.通信行業發展增長點除了底層驅動,更增加了應用引領
5G技術經過了幾年的落地與驗證,現已形成一定的規模化與產業化,5G底層的發展已經進入到完備階段。現如今通信行業在探索的主要是如何利用5G帶來更多的應用場景,發揮5G的優勢,而不在于5G技術的本身。
6G的框架已經制定完備。在大致確定的框架下,有關6G無線通信的理論研究依舊如火如荼地進行中,主要可催生出算網融合等新的與計算機專業耦合的應用場景。
關于職業的一些介紹
對口工作的話,電子類的對口基本是電子工程師,可再細分為板級硬件工程師(模擬/數字)、射頻/天線工程師;通信類對口一般是通信協議工程師、通信算法工程師、信號處理工程師、無線優化工程師。
通信類的對口崗位稍微少于電子類的,畢竟通信很多做的是標準或信號處理工作,市場需求沒那么大。不過通信類還有一個需求比較大的網絡工程師崗位,這是一種運維工作,主要利用交換機、路由器搭建可用的企業網絡。電子通信類也有嵌入式工程師、FPGA(現場可編程門陣列)工程師的對口崗位,兩者的核心都是利用代碼實現電路/控制的功能,屬于軟硬結合的類型。同時,這兩個專業都和計算機類有一定的重合,如果確認了對專業本身和就業去向不感興趣,轉向計算機方向也是比較容易的,但需要自學C++或Java等編程技術。
對于目標做硬件工程師(模擬方向)的同學,我推薦閱讀鈴木雅臣的《晶體管電路設計》。和模電專業課的教科書相比,這本書更加注重講述現實電路設計的理念和方法,和應聘面試時的問題有很大的重合。如果學有余力的同學,可以用嘉立創(不是打廣告)平臺自己畫一些實用的電路板,實現自己的電路功能。
對于想做FPGA的同學來說,你們首先需要選擇的是Xlinx還是Altera,因為兩家公司有不同的開發庫。同時,你們需要決定選擇VHDL還是Verilog作為首選語言。這里要提醒各位的是,要深入理解FPGA首先要樹立起的觀念是,FPGA是一個并行的系統,所以編程時的思維不能按照軟件編程的思維照搬。推薦用FPGA嘗試模擬5層流水線的CPU,這會讓各位對基礎有更深入的理解。
對于射頻工程師來說,要理解有源/無源的概念。當然,《微波原理》是基礎,這里推薦Pozar的《微波原理》,從理論到實踐皆有涉及,全面且清晰。在此基礎上,選擇做電路還是器件則看各位的喜好了。
對于通信類工作而言,同學們首先是要找準自己的方向,是偏向于物理還是更偏向于軟件,偏向核心網絡應用還是更偏向無線通信技術。建議各位將通信作為首選方向時,一定要去了解這一層的通信技術的發展歷史,如此能更好地理解自己在做什么。
總的來說,電子通信行業已逐漸進入工程技術引領的階段,各位在選擇之后,務必注重培養自身的工程與實操能力。
一點結語
我們也許經常聽聞,人生是曠野不是軌道,人生是自由的諸如此類的話。但從現實上來說,人生并沒有如此美好且無拘無束,所謂的曠野大多遍布陷阱。或者說,當你沒有強大的內驅力與內心時,所謂的曠野只是迷惘所給予的蜜糖,是某種美好的誘餌。事實上,用我們理工科的專業學習也能說明人生不那么“美好”的必然性。我們學到過某些預測算法。在進行預測時,也許強化學習或其他算法會給出一個喇叭狀的上下界趨勢,并且會利用上下界反饋至算法本身去做出下一步的決策。但是經過多輪的選擇過后,這個算法給出的置信區間會越來越狹窄,直到回歸至一個具有確定性的數字(因為大數定律已經掌管了可能性的問題)。所以你會發現,在我們說人生是曠野時,可能性本身已經作為可能性指標,被考慮到可能性問題里。也就是說,我們討論期望(現在/未來的道路)時,我們喜歡加上方差(也許明年會更好,也許其他工作會更好)來作為獎勵,好似這個曲線會因為方差而產生溢價般的改變,但實際上,多輪之后,我們會發現走過的道路還是回歸到了期望本身。簡單來講,人生可以是曠野,但我們走的,就是軌道。與其美化著曠野帶來的可能性溢價,不如堅定自己,沿著內心的軌道,走向更遠的未來。