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Computer Science 計(jì)算機(jī)專業(yè)

在美國(guó)大學(xué)，計(jì)算機(jī)專業(yè)主要分為計(jì)算機(jī)科學(xué)（Computer Science,簡(jiǎn)稱CS）和計(jì)算機(jī)工程（Computer Engineering，簡(jiǎn)稱CE），還有計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與數(shù)學(xué)等混合交叉專業(yè)。計(jì)算機(jī)科學(xué)和計(jì)算機(jī)工程雖同屬于計(jì)算機(jī)專業(yè)但學(xué)習(xí)內(nèi)容還是有一些不同的。計(jì)算機(jī)科學(xué)屬于理科，主要研究計(jì)算機(jī)理論基礎(chǔ)及其運(yùn)用，理論性更強(qiáng)。相比于計(jì)算機(jī)工程，CS（計(jì)算機(jī)科學(xué)）的研究領(lǐng)域更廣，下設(shè)許多分支，例如人工智能、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、計(jì)算理論、計(jì)算機(jī)圖形、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、信息技術(shù)、信息安全、游戲設(shè)計(jì)等。CE（計(jì)算機(jī)工程）則主要是研究計(jì)算機(jī)如何運(yùn)作并且做到更快捷更精準(zhǔn)，主要包括計(jì)算機(jī)軟件與硬件工程兩方面。CE大多設(shè)置在工學(xué)院，而且與電氣工程（EE）專業(yè)聯(lián)系緊密，有的學(xué)校甚至將兩個(gè)專業(yè)合并在一起學(xué)習(xí)。

 一、CS專業(yè)的研究方向：

1.系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)（System and Network）
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的硬件、軟件及資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，即連接兩臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的系統(tǒng)，此分支方向主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，相關(guān)組成硬件，傳輸媒體（光導(dǎo)纖維，同軸電纜，雙絞線的有線傳輸，衛(wèi)星傳輸，紅外線傳輸，激光傳輸，無(wú)線電波等無(wú)線傳輸），到各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。

2.人工智能與機(jī)器人（Artificial Intelligence and Robotics）
主要包括機(jī)器意識(shí)（包括機(jī)器學(xué)習(xí)，知識(shí)表達(dá)與推論，機(jī)器人），動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模擬，動(dòng)力學(xué)計(jì)算，觸覺控制（haptic control）自然語(yǔ)言習(xí)得與處理，計(jì)算語(yǔ)言學(xué)，統(tǒng)計(jì)語(yǔ)言技術(shù)，自動(dòng)推理，圖形圖像，人機(jī)交互，成像感知與傳感器，概率推論，神經(jīng)估算，計(jì)算機(jī)視覺，視覺場(chǎng)景認(rèn)知，模式識(shí)別，人工免疫，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，遺傳算法，小波分析，信息系統(tǒng)以及計(jì)劃，信息提取，制造和控制理論等。

3.計(jì)算機(jī)隱私與安全（Privacy and Security）
計(jì)算機(jī)安全主要是保護(hù)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)免于濫用和干擾。從過去的歷史看來(lái)，計(jì)算機(jī)攻擊一般來(lái)說(shuō)包含了攻擊系統(tǒng)的完整性，保密性與可用性。而如今的信息安全技術(shù)一直在發(fā)展中，不單包含了對(duì)上述攻擊的防御，同時(shí)也增加了更多的應(yīng)用，如垃圾郵件，以及防止身份盜用而導(dǎo)致的信息泄露等。

4.編程語(yǔ)言（Programming Language）
包括開發(fā)新型編程語(yǔ)言以助程序員實(shí)用高效地開發(fā)可靠的軟件，計(jì)算機(jī)輔助語(yǔ)言學(xué)習(xí)，計(jì)算語(yǔ)言學(xué)，從初階的打字理論，自動(dòng)定理證明，語(yǔ)義學(xué)等發(fā)展到如今的基于語(yǔ)言的途徑以解決計(jì)算機(jī)安全與分布式編程中的重大問題，語(yǔ)言應(yīng)用，編程分析與優(yōu)化等，可以從根本上提高軟件可靠性與安全性。

5.數(shù)據(jù)庫(kù)（Database）
與數(shù)據(jù)管理相關(guān)的所有方面，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)檢索，數(shù)據(jù)分析和視覺化，如為超大型數(shù)據(jù)組開發(fā)高效算法，為各種新型的應(yīng)用領(lǐng)域建立大型的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，也有與其他領(lǐng)域進(jìn)行跨學(xué)科的研究，可應(yīng)用的領(lǐng)域有電腦游戲設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)隱私與安全等。

6.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（Computer Graphics）
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（Computer Graphics，簡(jiǎn)稱CG）是一種使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的科學(xué)。如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形,以及如何利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的生成、處理和顯示的相關(guān)原理與算法，構(gòu)成了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容。圖形通常由點(diǎn)、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術(shù)上來(lái)看，圖形主要分為兩類，一類是由線條組成的圖形，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類是類似于照片的明暗圖（Shading），也就是通常所說(shuō)的真實(shí)感圖形

7.生物信息學(xué)與計(jì)算生物學(xué)（Bioinformatics and Computational Biology）
人類基因工程的完成對(duì)現(xiàn)代生物學(xué)中的新型計(jì)算和理論工具提出了新的要求。這些計(jì)算和理論工具對(duì)于分析，理解和控制生命的具體信息都是至關(guān)重要的。生物信息學(xué)與計(jì)算生物學(xué)在此歷史背景下應(yīng)運(yùn)而生。此方向?qū)傩屡d的研究，主要是利用應(yīng)用數(shù)學(xué)，信息學(xué)，統(tǒng)計(jì)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的方法來(lái)研究生物學(xué)的問題，因此也需要從事此方向?qū)W習(xí)和研究的學(xué)生有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)背景。目前來(lái)說(shuō)研究方法包括對(duì)生物學(xué)數(shù)據(jù)的搜索（收集和篩選），處理（編輯，整理，管理和顯示）及利用（計(jì)算和模擬）。

8.算法（Algorithm）
廣義上面的算法是指為解決一個(gè)問題而采取的方法和步驟，而CS下的算法則是指計(jì)算機(jī)為了解決某一個(gè)問題或者完成某一個(gè)任務(wù)的一系列清晰的指令。一個(gè)算法的優(yōu)劣可以用空間復(fù)雜度與時(shí)間復(fù)雜度來(lái)衡量?，F(xiàn)代的算法理論主要的研究目的在于如何開發(fā)出更加效率的算法，研究相關(guān)的算法的設(shè)計(jì)方法與實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

9.計(jì)算機(jī)理論（Computer Theory）
計(jì)算機(jī)理論，顧名思義，是為計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展與研究提供理論基礎(chǔ)的一門學(xué)科。這個(gè)課程的學(xué)習(xí)涉及到CS的核心課題，歸納起來(lái)涵蓋了可計(jì)算性、文法與自動(dòng)機(jī)、邏輯學(xué)、復(fù)雜性及語(yǔ)義學(xué)等5個(gè)部分，涉及到可計(jì)算性理論、形式語(yǔ)言、邏輯學(xué)與自動(dòng)演繹、可計(jì)算復(fù)雜性和編程語(yǔ)言的語(yǔ)義等內(nèi)容，并學(xué)習(xí)和研究這些內(nèi)容之間的聯(lián)系

10.科學(xué)計(jì)算（Scientific Computing）
科學(xué)計(jì)算，又稱為計(jì)算科學(xué)，它的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容和研究領(lǐng)域是利用數(shù)學(xué)模型的構(gòu)造以及數(shù)量分析的技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)來(lái)分析和解決科學(xué)問題。在實(shí)際的應(yīng)用中，科學(xué)計(jì)算經(jīng)常用于計(jì)算機(jī)仿真以及其它各種問題的數(shù)學(xué)計(jì)算，包括數(shù)值模擬、模型擬合與數(shù)據(jù)分析以及最優(yōu)化計(jì)算等等。數(shù)值分析（Numerical analysis），是科學(xué)計(jì)算專業(yè)方向中所會(huì)應(yīng)用到的核心方法。

11.軟件工程（Software Engineering）
軟件工程是一門研究用工程化方法構(gòu)建和維護(hù)有效的、實(shí)用的和高質(zhì)量的軟件的學(xué)科。它的目標(biāo)是在時(shí)間、資源、人員這3個(gè)主要限制條件下構(gòu)建滿足用戶需求的軟件系統(tǒng)，包括提高軟件質(zhì)量設(shè)計(jì)新的形式與結(jié)構(gòu)、開發(fā)新的科技以降低軟件系統(tǒng)的成本、提高軟件的正確性與實(shí)用性。軟件工程的關(guān)注點(diǎn)是如何為用戶創(chuàng)造價(jià)值。在學(xué)習(xí)內(nèi)容方面它涉及到程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件開發(fā)工具、系統(tǒng)平臺(tái)、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)模式等方面

12.計(jì)算機(jī)視覺（Computer Vision）
計(jì)算機(jī)視覺，又稱為機(jī)器視覺（machine vision），是一門研究如何“教”機(jī)器“看世界”的科學(xué)，更進(jìn)一步的說(shuō)，就是指用攝影機(jī)和計(jì)算機(jī)代替人眼對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量等機(jī)器視覺，并進(jìn)一步做圖像處理，用計(jì)算機(jī)處理成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測(cè)的圖像。作為計(jì)算機(jī)分支學(xué)科，計(jì)算機(jī)視覺研究相關(guān)的理論和技術(shù)，試圖建立能夠從圖像或者多維數(shù)據(jù)中獲取信息的人工智能系統(tǒng)。比較經(jīng)典的計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用包括識(shí)別（如在巨大的圖像集合或視頻中尋找包含指定內(nèi)容的所有圖片或視頻片段）、運(yùn)動(dòng)（圖像跟蹤：跟蹤運(yùn)動(dòng)的物體）、場(chǎng)景重建以及圖像恢復(fù)等等。

13.計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（Computer Architecture）
計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)主要學(xué)習(xí)與研究計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能，以及它們?cè)陔娮蛹夹g(shù)方面的應(yīng)用。抽象來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)系統(tǒng)在其所處環(huán)境中最高層次的概念；它確定了一臺(tái)計(jì)算機(jī)硬件和軟件之間的銜接。具體地說(shuō)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的觀念與架構(gòu)，描述計(jì)算機(jī)在實(shí)做的設(shè)計(jì)原則。它確定了一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的部件、部件功能以及部件間接口。以常見的馮·諾伊曼設(shè)計(jì)為例，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括了：指令集、微體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)表示、尋址方式、寄存器定義、指令系統(tǒng)、異常機(jī)制、機(jī)器工作狀態(tài)的定義和切換、輸入輸出結(jié)構(gòu)等。

14.人機(jī)交互（Human Computer Interaction）
人機(jī)交互，簡(jiǎn)稱HCI，是一門研究人、計(jì)算機(jī)以及它們之間的相互影響的學(xué)科。人機(jī)交互技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。它包括機(jī)器通過輸出或顯示設(shè)備給人提供大量有關(guān)信息及提示請(qǐng)示等，人通過輸入設(shè)備給機(jī)器輸入有關(guān)信息，回答問題等。人機(jī)交互技術(shù)是計(jì)算機(jī)用戶界面設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。它與認(rèn)知學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域有密切的聯(lián)系。

 二、學(xué)制和培養(yǎng)方式：

美國(guó)CS專業(yè)碩士一般學(xué)制分為M.Eng.和M.S.兩種學(xué)位。MEng項(xiàng)目大多為一年專業(yè)碩士學(xué)位，項(xiàng)目重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)技能，同時(shí)加深技術(shù)基礎(chǔ)。MEng項(xiàng)目專門針對(duì)希望在畢業(yè)后進(jìn)入相關(guān)行業(yè)就業(yè)的學(xué)生。課程設(shè)置基本上是course based，也就是說(shuō)學(xué)生只需要按要求修滿一定的學(xué)分，然后通過一個(gè)綜合性的考試，或完成規(guī)定的項(xiàng)目報(bào)告，就可以拿到學(xué)位，對(duì)科研沒有硬性的要求。學(xué)生可以選擇跟著教授做科研，也可以選擇只完成上課的要求。而MS項(xiàng)目則是偏研究方向，畢業(yè)生大多有計(jì)劃向更高的博士學(xué)位或者工業(yè)研發(fā)職業(yè)發(fā)展，一般學(xué)制為一年半或兩年。MS是course+research based，也就是說(shuō)，一般情況下，學(xué)生除了按要求需要完成學(xué)分課程，還要參與科研，并完成畢業(yè)論文，才能獲得學(xué)位證書。

主要課程

● Parallel Functional Programming
● Deep Learning for Computer Vision
● Intro to DevOps
● Elements of Data Science: A First Course
● Applied Deep Learning
● Foundations of Blockchains
● Formal Verification of System Software
● Representation Learning
● Information Theory in CS
● The Synthetic Control Method
● Advanced Web Design Studio
● Topics in Virtual and Augmented Reality
● Computation and the Brain
● Cloud Computing and Big Data
● Practical Deep Learning System Performance
● Empirical Methods of Data Science
● Fundamentals of Speech Recognition
● Analysis of Networks & Crowds
● Cybersecurity: Tech Policy Law
● ML w/Probabilistic Programming

 三、就業(yè)方向：

主要是Developer和QA兩類
1.Developer /Programmer/Software Engineer
不管你是碩士，還是博士，不管你是學(xué)CS哪個(gè)方向的，將來(lái)都有一條共同的也是CS里最大的出路，就是去寫code編程做軟件開發(fā)。公司里資歷久，對(duì)核心產(chǎn)品底層architecture懂的多的技術(shù)骨干，工資也是很高的，而且地位高工作也穩(wěn)定。

2.Software QA(Quality Assurance)/Testing
編程能力比較弱或者不喜歡編程，將來(lái)我能不能不去coding? 做軟件測(cè)試(QA/testing)就是一個(gè)選擇。從軟件工程的角度來(lái)說(shuō)，專門跟在后面找bug提高軟件的quality。QA重視程度被提高，工作現(xiàn)在很多，在計(jì)算機(jī)行業(yè)里占了很大的比例。QA對(duì)技術(shù)的要求相對(duì)低。同樣經(jīng)驗(yàn)/教育背景，QA的工資應(yīng)該比developer低，但是差別也不是很大。很明顯，學(xué)CS任何一個(gè)方向的人，都可以勝任QA的工作。

3.Database/Network Administration
數(shù)據(jù)庫(kù)/網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)編程要求不高，在就業(yè)市場(chǎng)有以下特點(diǎn)：
1)就業(yè)范圍廣
2)工作經(jīng)驗(yàn)越豐富越受歡迎
3)信息社會(huì)，公司對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)依賴嚴(yán)重
這類工作工資高，也比較穩(wěn)定。前段時(shí)間有些金融公司即使大幅度裁員，核心的網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員也會(huì)被保留。這類工作的缺點(diǎn)是入門比較難，公司希望你能有相關(guān)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)而不僅僅是會(huì)點(diǎn)學(xué)校里的理論知識(shí)。所以，職業(yè)規(guī)劃是從事這個(gè)工作的學(xué)生，在校時(shí)一定要注意多找實(shí)習(xí)工作鍛煉實(shí)操能力。

4.Others
計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)應(yīng)用很廣，不同的公司里，相同的職位名稱可能具體的工作性質(zhì)不太一樣。還有其他類型的工種，比如用戶界面(UI，user-interface)設(shè)計(jì)，usability，Technical support等等，但是這方面的工作選擇面相對(duì)較少。

 四、錄取標(biāo)準(zhǔn)&申請(qǐng)條件：

CS專業(yè)不強(qiáng)制要求申請(qǐng)者本科讀于CS專業(yè)，但工科相關(guān)專業(yè)的學(xué)生申請(qǐng)成功幾率更大。目前也有一些學(xué)校開設(shè)了適合本科非CS的項(xiàng)目，例如賓大，南加大，威斯康辛麥迪遜，但是通常也會(huì)要求本科完成先修課程，比如：微積分，離散數(shù)學(xué)，概率統(tǒng)計(jì)，數(shù)學(xué)邏輯，計(jì)算原理，數(shù)據(jù)語(yǔ)言編程，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)，運(yùn)算法則分析等。

申請(qǐng)材料基本要求包括：
1. 大學(xué)本科成績(jī)；
2. 語(yǔ)言成績(jī)：托福或雅思；
3. 標(biāo)化成績(jī)：GRE；
4. 推薦信（1-3封不等）；
5. 簡(jiǎn)歷；
6. PS或SOP（各學(xué)校要求不同）；
7. 先修課程要求（各學(xué)校不同）；

8. 面試（各學(xué)校要求不同）。

有任何申請(qǐng)問題

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