آموزش نرم افزارهای مهندسی کامپیوتر (5 نرم افزار کاربردی)

یادگیری مهارت‌های هر رشته‌ی تحصیلی از مهم‌ترین گام‌های هر دانشجو در طی دوران تحصیل به شمار می‌رود. در رشته مهندسی کامپیوتر نرم‌افزارهای بسیاری در گرایش‌های مختلف آن وجود دارند که تسلط به آن‌ها می‌تواند مسیر حرفه‌ای شما را شکل دهد. در این مقاله 5 نرم‌افزار و ابزار کاربردی مورد بررسی قرار می‌گیرند که برای مهندسان کامپیوتر ضروری هستند و بی‌توجهی به آن‌ها موجب عدم موفقیت در این زمینه خواهد شد. بنابراین یادگیری و تسلط به این نرم‌افزارها و ابزارها به روشی کاربردی می‌تواند جایگاه شما را به عنوان یک مهندس کامپیوتر ارتقا دهد.

خلاصه محتوای این مقاله را می‌توانید از طریق فایل صوتی زیر بشنوید:

اهمیت مهارت در نرم‌افزارهای رشته مهندسی کامپیوتر

در رشته‌ی مهندسی کامپیوتر مانند دیگر رشته‌های تحصیلی، مهارت و توانایی قدم اول را برای رسیدن شغل دلخواه و موفقیت در آن تعیین می‌کند. پس مهارت داشتن در نرم‌افزارهای مهم این رشته به دلایل زیر می‌تواند دارای اهمیت بالایی باشد:

• افزایش احتمال استخدام در موقعیت‌های شغلی تخصصی
• بالا رفتن توانایی حل مسائل پیچیده و پروژه‌های سنگین
• تسلط بر ابزارهای جدید و مطابق با فناوری روز

چرا یادگیری نرم‌افزارهای مهندسی کامپیوتر ضروری است؟

بهتر است قبل از خواندن ادامه‌ی این متن خودتان به این سوال پاسخ دهید! چرا باید این نرم‌افزارها را یاد بگیرید؟ در دنیای امروز که همه از طریق اینترنت می‌توانند در بهترین دوره‌های آموزشی شرکت کنند یا ویدیوهای رایگان را از طریق پلتفرم‌های آموزشی دریافت کنند، تنور رقابت همیشه داغ است!

پس می‌توان اولین ضرورت برای یادگیری نرم‌افزارهای رشته‌ی خود را رقابت در بازار کار بدانید. لذا یکی از چالش‌های رشته مهندسی کامپیوتر، یادگیری نرم‌افزارهای متنوع است که باید در دوران کارشناسی و کارشناسی ارشد به آن‌ها بپردازید. در ادامه موارد زیر را به‌عنوان دیگر ضرورت‌های مهم یادگیری این نرم‌افزارها و ابزارها برمی‌شمریم:

• افزایش کارایی و بهره‌وری
• توسعه‌ی مهارت‌های فردی و فنی
• به روز بودن با پیشرفت فناوری
• افزایش نوآوری و خلاقیت
• تقویت ارتباطات اجتماعی و همکاری

بررسی بهترین نرم‌افزارهای هر گرایش در مهندسی کامپیوتر

نرم‌افزارها ابزارهای کلیدی برای مهندسان به شمار می‌آیند. آن‌ها با کمک این برنامه‌ها می‌توانند شبیه سازی‌هایی را که در دنیای واقعی بسیار سنگین و پر هزینه هستند را به بهترین نحو انجام دهند و نتیجه‌ی آن‌ها را نیز پیش‌بینی نمایند. در ادامه شما با چند نمونه از نرم‌افزارهای مهم در مهندسی کامپیوتر آشنا خواهید شد و چنانچه مورد علاقه‌ی شما بود می‌توانید در مورد شرکت در دوره‌های آموزشی آن تصمیم بگیرید. 

نرم‌افزارهای گرایش سخت‌افزار

 نرم‌افزار آلتیوم Altium Designer

نرم‌‌افزار طراحی بردهای الکترونیکی Altium Designer یکی از پیشرفته‌ترین نرم ‌افزارهای طراحی مدار چاپی (PCB)، پیاده‌سازی شماتیک، آنالیز مدارهای آنالوگ و مدارهای دیجیتالی به ‌شمار می‌رود. داشتن مهارت طراحی این‌گونه مدارها برای مهندسان حیطه‌ی سخت‌افزار یک موفقیت چشمگیر محسوب می‌گردد. این نرم‌افزار همچنین به مهندسان کامپیوتر این امکان را می‌دهد که طراحی‌های پیچیده را با دقت بالا انجام دهند.

نرم‌افزار Altium Designer ریشه در سال ۱۹۸۵ دارد، زمانی که نیکلاس مارتین (Nicholas Martin)، یک طراح الکترونیک، شرکت Protel Systems Pty Ltd را در سیدنی، استرالیا تأسیس کرد. این شرکت در ابتدا نسخه‌ای از نرم‌افزار طراحی مدار تحت عنوان Protel for DOS را در سال ۱۹۸۶ عرضه نمود که به‌سرعت در میان مهندسان الکترونیک محبوبیت یافت. در دهه‌های بعدی، نرم‌افزار با انتشار نسخه‌های جدیدی مانند Protel for Windows (۱۹۹۱) و سپس Altium Designer (در سال ۲۰۰۵) گسترش یافت و نام شرکت نیز از Protel به Altium Limited تغییر کرد. Altium Designer امروزه یکی از پیشرفته‌ترین ابزارهای خودکارسازی طراحی الکترونیک (EDA) برای طراحی برد مدار چاپی (PCB) محسوب می‌شود. Altium Designer یک راه حل کامل و کاربردی برای پروژه‌های PCB، از مدارهای پایه تا سیستم‌های پیچیده محسوب می‌گردد. 

از جمله ویژگی‌های کلیدی این نرم‌افزار می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• امکان قابلیت مشاهده طراحی‌ها به شکل سه‌بعدی برای بررسی بهتر
• دسته‌بندی مناسب در کتابخانه‌ متنوع و بی نقص قطعات الکترونیکی
• وجود ابزارهای مدیریت پروژه برای تسهیل همکاری در تیم‌های بزرگ
• استفاده از تحلیل‌گر پی اسپایس
• امكان شبیه‌سازی و كدنویسی برخی از FPGA ها

اگر به طراحی و شبیه‌سازی نقشه‌ها، ساخت المان‌های مختلف، ترسیم طرح به صورت چند بعدی و موارد مشابه علاقه‌مند هستید، دوره آموزش طراحی بردهای الکترونیک Altium Designer برای شما مناسب است. شما در این دوره مهارت‌هایی از جمله تحلیل و بررسی عملکرد مدارات الکتریکی مختلف، طراحی بردهای یک لایه و دو لایه، چیدمان بهینه و اصولی قطعات روی برد و بسیاری از مهارت‌های دیگر را به صورت کاربردی یاد خواهید گرفت.

نرم‌افزار اف پی جی ای FPGA

نرم‌افزارهای مربوط به FPGA یا مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر به مهندسان این امکان را می‌دهند که مدارهای دیجیتال را طراحی و شبیه‌سازی کنند. این نرم‌افزارها معمولاً شامل زبان‌های توصیف سخت‌افزار (HDL) مانند VHDL و Verilog هستند. FPGA نوعی تراشه الکترونیکی است که می‌توان نوع کارکرد آن را بعد از تولید، برنامه‌ریزی نمود. FPGA ها برخلاف تراشه‌های معمولی این قابلیت را دارند که با استفاده از نرم‌افزار برای انجام وظایف بسیاری برنامه‌ریزی شوند.

اولین تراشه‌ی FPGA (Field-Programmable Gate Array) به‌صورت تجاری در سال ۱۹۸۵ توسط شرکت زایلینکس (Xilinx) معرفی شد که با نام XC2064 شناخته می‌شد و دارای ۶۴ بلوک منطقی قابل پیکربندی و معادل حدود ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ گیت ASIC بود. این ایده از مفهومی نوین در اوایل دهه ۱۹۸۰ توسط راس فریمن (Ross Freeman) و برنارد فوندرشمیت (Bernard Vonderschmitt)، از بنیان‌گذاران زایلینکس مطرح شد. این تراشه اولیه با فرآیند ۱٫۲ میکرومتری توسط شرکت سیکو (Seiko) برای زایلینکس ساخته شد و پایه‌ای برای رشد صنعت FPGA فراهم کرد. در دهه‌های بعدی، شرکت‌هایی مانند زایلینکس و آلترا (Altera) به‌تنهایی بازار را تسخیر کردند و FPGAها به‌تدریج در حوزه‌هایی مانند تجهیزات مخابراتی و سیستم‌های دیجیتال کاربرد گسترده‌ای پیدا کردند.

شما با یادگیری این برنامه می‌توانید:

• شبیه‌سازی و تحلیل عملکرد مدار را قبل از پیاده‌سازی را فرا بگیرید.
• با قابلیت پیکربندی و تغییر سریع طراحی‌ بر اساس نیازهای خود آشنا شوید.
• بتوانید با کاربرد آن در صنایع مختلف مانند مخابرات، خودرو، پزشکی و نظامی کار کنید.

با شرکت در دوره آموزش اف پی جی ای FPGA ضمن یادگیری شناخت ساختار و ماهیت FPGA، مهارت‌هایی مانند شناسایی منابع سخت‌افزاری موجود در FPGA، نوشتن و شبیه‌سازی کدهای VHDL با استفاده از نرم‌افزار ISE، شناخت مدارات ترتیبی، سنکرون و آسنکرون و نحوه طراحی آن‌ها و ... را کسب نمایید و از آن‌ها در بازار کار بهره ببرید.

ابزارهای برنامه‌نویسی

زبان سی پلاس پلاس ++C

++C در میان 10 زبان برنامه‌نویسی پرکاربرد جهان قرار دارد. این زبان برنامه‌نویسی همه منظوره یا همه کاره محسوب می‌گردد، به این معنی که بعد از یادگیری می‌توانید از آن برای ساخت هر برنامه‌ای استفاده کنید. زبان برنامه‌نویسی ++C در سال ۱۹۷۹ توسط بیارنه استراستروپ (Bjarne Stroustrup)، دانشمند رایانه دانمارکی، در آزمایشگاه‌های بل (AT&T Bell Labs) توسعه یافت. او این زبان را در ابتدا به‌عنوان یک پروژه برای رساله دکتری خود آغاز کرد و هدف اصلی‌اش افزودن قابلیت‌های شیءگرا به زبان C بود، بدون اینکه کارایی و انعطاف‌پذیری آن کاهش یابد. در ابتدا این زبان با نام C with Classes شناخته می‌شد، اما در سال ۱۹۸۳ نام آن به ++C تغییر یافت. اولین نسخه تجاری ++C در دهه ۱۹۸۰ منتشر شد و با گذشت زمان، به‌ویژه پس از استانداردسازی آن توسط کمیته ISO در سال ۱۹۹۸، به یکی از پرکاربردترین و تأثیرگذارترین زبان‌های برنامه‌نویسی در جهان تبدیل شد.

ویژگی تطبیق‌پذیری این زبان برنامه‌نویسی آن را به گزینه‌ای عالی برای کدنویسی برنامه‌های کاربردی پیچیده و دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) تبدیل می‌کند. چندین حیطه برای برنامه‌نویسان سی پلاس پلاس وجود دارد که می‌توانند یکی از آن‌ها را برای فعالیت انتخاب نمایند:

• برنامه‌نویس نرم‌افزار برای برنامه‌های کاربردی مانند فیلیمو، دیجی کالا و آمازون
• توسعه‌دهنده‌ی سیستم عامل برای سیستم‌های Microsoft Windows، Mac OS X و iOS
• طراحی رابط گرافیکی یا رابط کاربری گرافیک ++C
• برنامه‌نویس واقعیت مجازی یا VR
• برنامه‌نویس و فعال در زمینه فناوری بلاکچین، رمز ارز معروف بیت کوین و قراردادهای هوشمند
• توسعه‌دهنده بازی‌های کامپیوتری و کنسول

از آنجایی که دوره آموزش سی پلاس پلاس ++C به صورت پروژه‌محور طراحی شده است، با شرکت در این دوره می‌توانید مهارت‌هایی مانند الگوریتم ‌نویسی، استفاده از اپراتورهای ریاضی، توانایی کار با انواع آرایه‌ها و موارد دیگر را کسب کنید.

 پایتون Python

تا چندین سال پیش وقتی اسمی از برنامه‌نویسی به میان می‌آمد، همه فقط به یاد مهندسان کامپیوتر به خصوص مهندسان گرایش نرم‌افزار می‌افتادند. اما اکنون با وجود زبان‌های برنامه‌نویسی ساده و کاربرپسندی مثل پایتون، ورق برگشته است و در حال حاضر هر دانشجویی از هر رشته‌ای می‌تواند با این زبان برنامه‌نویسی کد مورد نیاز خود را بنویسد.

همان‌طور که در مقاله پایتون Python چیست و چرا بهترین زبان برنامه‌نویسی برای مبتدیان و حرفه‌ای‌هاست؟ نیز اشاره کردیم، پایتون یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا محسوب می‌شود که در سال 1991 ایجاد شد. این زبان به دلیل سادگی و خوانایی کد، به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه‌نویسی تبدیل شده است و در زمینه‌های مختلفی از جمله توسعه وب سایت، علم داده، یادگیری ماشین و طراحی اپلیکیشن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از جمله ویژگی‌های مهم این زبان برنامه‌نویسی می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• طراحی قابل فهم و ساده کدهای آن برای سریع‌تر نوشتن برنامه‌ی مورد نظر
• پشتیبانی از الگوهای برنامه‌نویسی شیءگرا (OOP) و تابعی (Functional Programming) برای سازمان‌دهی کدهای نوشته شده
• بهره‌مندی از کتابخانه‌های وسیع و متنوع مانند: NumPy، Pandas، Matplotlib و Django 
• قابل تعمیم برای انواع برنامه‌های توسعه وب، دسکتاپ، اپلیکیشن‌های موبایل و محاسبات سنگین
• فعال و در دسترس بودن منابع آموزشی و انجمن‌های آموزشی تخصصی پایتون است برای کمک به توسعه‌دهندگان مبتدی

از آنجایی که قابلیت‌های پایتون بسیار گسترده هستند، این زبان برنامه‌نویسی به طور جامع در دوره آموزش پایتون PYTHON مقدماتی و دوره آموزش پایتون PYTHON پیشرفته مورد تدریس قرار می‌گیرد. شما با شرکت در این دوره‌ها قادر خواهید بود مهارت‌هایی از جمله کار با توابع، کار با کتابخانه‌ها، کار با دیتابیس‌ها، مباحث Multi Treading، مبانی وب و ماژول Request و ... را کسب نمایید.

برنامه‌نویسی اندروید Android Programming

سیستم عامل اندروید بزرگ‌ترین پایگاه نصب شده در میان پلتفرم‌های مختلف موبایل در سراسر جهان است. صدها میلیون دستگاه تلفن همراه در بیش از 190 کشور جهان از اندروید پشتیبانی می‌کنند. شرکتی به نام Open Handset Alliance برای اولین بار اندروید را توسعه داد که بر اساس نسخه اصلاح شده هسته لینوکس و سایر نرم‌افزارهای منبع باز است.

اندروید به دلیل ویژگی‌های متنوعی که ارائه می‌دهد، بر صنعت سیستم عامل موبایل مسلط کاملا است. کاربرپسند است، محبوبیت اجتماعی بالایی دارد، گزینه‌های بیشتری برای مشتری ارائه می‌کند و تعداد زیادی از شرکت‌ها گوشی‌های هوشمند سازگار با اندروید می‌سازند. در نتیجه، بازار شاهد افزایش شدید تقاضا برای توسعه اپلیکیشن‌های موبایل اندرویدی است و شرکت‌ها به توسعه‌دهندگان اندروید با مجموعه مهارت‌های مناسب نیاز دارند. در محیط برنامه‌نویسی اندروید استودیو که مخصوص پلتفرم اندروید است از یک IDE عمومی که مجموعه‌ای پیشرفته از ابزارها را برای نوشتن و آزمایش کد در خود جای داده است استفاده می‌گردد.

شرکت در دوره آموزش اندروید Android به شما کمک می‌کند که با اصول طراحی و اجرای اپلیکیشن‌ها آشنا شوید و با کسب تجربه‌های عملی، مسیر شغلی خود را در این زمینه ارتقا دهید.

چالش‌های یادگیری نرم‌افزارهای مهندسی کامپیوتر

همان‌طور که علاقه به یادگیری و شروع آن شیرین و دلپذیر است و خیلی از دانشجویان مهندسی کامپیوتر از ابتدای دوران تحصیل به آموختن این نرم‌افزارها و ابزارها روی می‌آورند، اما چند چالش در این مسیر وجود دارد که ممکن است با آن‌ها روبرو شوند.

میزان استفاده از نرم‌افزارها و ابزارهای مهندسی کامپیوتر در کشورهای مختلف

از آنجایی که نرم‌افزارها و ابزارهایی که در این مقاله معرفی کردیم پرکاربردترین موارد در رشته مهندسی کامپیوتر هستند، استفاده از آن‌ها در پروژه‌های مرتبط در سراسر جهان رایج است. بنابراین تسلط به آن‌ها می‌تواند موجب فراهم شدن فرصت‌های شغلی خوبی در سطح بین‌المللی شود.

• Altium Designer: بیش از ۴۶٪ کاربران Altium در ایالات متحده هستند و این نرم‌افزار در طراحی PCB در صنایع خودروسازی و نیمه‌هادی جهانی گسترده استفاده می‌شود.
• FPGA: آمریکای شمالی با ۳۸٪ سهم بازار، بیشترین نرخ پذیرش FPGA را دارد، در حالی که آسیا با رشد ۷۵٪، سریع‌ترین گسترش را نشان می‌دهد.
• ++C: این زبان برنامه‌نویسی در سال ۲۰۲۵ به‌عنوان چهارمین زبان محبوب جهان (با ۸.۸٪ سهم) در سیستم‌های عملکردمحور مانند بازی‌ها و نرم‌افزارهای سیستمی محسوب می‌شود.
• Python: پایتون با ۵۱٪ استفاده جهانی در میان توسعه‌دهندگان و سهم ۲۳.۲۸٪ در شاخص TIOBE، محبوب‌ترین زبان برنامه‌نویسی جهان در سال ۲۰۲۵ است.
• Android Programming: برنامه‌نویسی اندروید در کشورهای در حال توسعه سهم بازار بیش از ۸۵٪ دارد، در حالی که در ایالات متحده حدود ۴۰.۹٪ سهم دارد و توسعه‌دهندگان آن با رشد حدود ۲۲٪ در سال ۲۰۲۵ روبه‌رشد هستند.

درآمد حاصل از نرم‌افزارها و ابزارهای مهندسی کامپیوتر

شما می‌توانید در صورت تسلط به نرم‌افزارها و ابزارهای معرفی شده در این مقاله، در پروژه‌های مختلف مشغول به کار شوید و درآمد دلخواه خود را کسب نمایید. نکته مهم این است که سعی کنید یادگیری خود را بر اساس رویکردی کاربردی و پروژه‌محور پیش ببرید تا بتوانید در شرایط گوناگون از عهده مسائل برآیید. به‌طور میانگین، حقوق مهندسان کامپیوتر مسلط به این نرم‌افزارها و ابزارها در ایالات متحده آمریکا مطابق با جدول زیر برآورد می‌شود.

سخت‌افزار مورد نیاز برای نصب ابزارها و نرم‌افزارهای مهندسی کامپیوتر

برای استفاده بهینه از نرم‌افزارهایی که در این مقاله معرفی شدند، لازم است تا بدانیم هر کدام از آن‌ها از نظر سخت‌افزاری به چه حداقل‌هایی نیاز دارند. بنابراین در جدول زیر این حداقل‌ها را بر اساس معیارهای مختلف (در سال 2025) نوشته‌ایم:

قیمت نرم‌افزارها و ابزارهای مهندسی کامپیوتر

توصیه‌های کلیدی برای موفقیت در مهندسی کامپیوتر

مهندسی کامپیوتر یک حیطه‌ی پویا و چالش‌برانگیز است که نیازمند یادگیری مداوم و تقویت مهارت‌های سخت‌افزاری و یا نرم‌افزاری است. شما می‌توانید با رعایت نمودن مواردی که در ادامه بیان شده است مسیر خود را برای موفقیت در این رشته هموار سازید:

• یادگیری تمام درس‌های دانشگاهی و سبک نشمردن آن‌ها در طول تحصیل
• شرکت در دوره‌های آموزشی موسسات معتبر برای کوتاه شدن زمان یادگیری
• تسلط بر زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف 
• بالا بردن تجربه‌ی عملی با کارآموزی در شرکت‌های مختلف رایانه‌ای 
• بهره‌مندی از تجربه‌های دیگران با شرکت در کارگاه‌ها و سمینارها
• آغاز نمودن انجام پروژه‌های شخصی کوچک و در قدم‌های بعدی پروژه‌های سنگین و بزرگ

جمع‌بندی

در این مقاله به معرفی و تحلیل نرم‌افزارها و ابزارهای مهندسی کامپیوتر از ابعاد گوناگون پرداختیم. موفقیت در مهندسی کامپیوتر نیازمند ترکیبی از دانش فنی، تجربه عملی و مهارت‌های نرم است. با پیروی از این توصیه‌ها و تلاش مستمر، می‌توانید در این حوزه به موفقیت‌های چشمگیری دست یابند. یکی از نکات بسیار مهم این است که فرآیند یادگیری خود را به گونه‌ای طراحی کنید که بیشترین بازدهی را داشته باشید. از آنجایی که دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان با رویکردی کاربردی و پروژه‌محور طراحی شده‌اند، می‌توانند به شما کمک کنند تا به افراد ماهری در هر یک از این زمینه‌ها تبدیل شوید.

نویسنده: صالحه علی پور, کارشناس ارشد مهندسی پزشکی