美國大學(xué)CS專業(yè)

發(fā)布時間：2016-08-31     來源：美國留學(xué)

　　CS(Computer Science計算機科學(xué))專業(yè)，毫不夸張地說，是美國就業(yè)前景最好的前三個專業(yè)之一。該專業(yè)的畢業(yè)生的薪酬水平非常高，而且近些年以來呈不斷增加的趨勢。

　　UIUC的工程職業(yè)服務(wù)中心關(guān)于2008-2009學(xué)年的就業(yè)信息統(tǒng)計顯示，該年度UIUC的CS專業(yè)的本科畢業(yè)生平均起薪為$72,286美元，MS研究生則增加到了$75,125美元。相比于國家平均標(biāo)準(zhǔn)，BS為$58,419美元，MS為$70,625美元，都有不同程度的超出。

　　CS的就業(yè)范圍非常廣泛，由于計算機與信息技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，因此CS專業(yè)人才同樣地可以在各行各業(yè)找到就業(yè)機會。美國對于CS專業(yè)人才需求最大的地區(qū)包括了硅谷、西雅圖、紐約、波士頓以及芝加哥等等。其中紐約地區(qū)對于CS人才的需求可以從一個側(cè)面代表了該專業(yè)人才的就業(yè)范圍的廣泛性。我們都知道紐約是世界金融中心，它并沒有像硅谷那么專注和突出的計算機高科技產(chǎn)業(yè)，但是這座大城市對于CS人才還是有極大的需求的。

　　即使是金融業(yè)、傳媒業(yè)也能夠為CS人才提供很多的就業(yè)機會，這體現(xiàn)了這個專業(yè)的就業(yè)廣泛性。而如果按照職業(yè)的類別來分，我們參與NYU的CS系給出的信息，CS人才可以從事的職業(yè)主要有以下幾類，但絕不局限于此：

　　創(chuàng)造類職業(yè)：工業(yè)設(shè)計師，建模師/藝術(shù)家/設(shè)計師，計算機產(chǎn)品生產(chǎn)者，用戶界面開發(fā)/設(shè)計者，網(wǎng)頁開發(fā)工程師，網(wǎng)絡(luò)管理員等等;

　　工程類職業(yè)：質(zhì)量控制工程師，軟件工程師，應(yīng)用程序員，硬件或電路工程師， 技術(shù)文檔工程師，數(shù)據(jù)庫管理員等等;

　　支持類職業(yè)：技術(shù)支持工程師，培訓(xùn)顧問，管理信息系統(tǒng)開發(fā)/設(shè)計/管理者，系統(tǒng)管理員，信息安全專家等等;

　　銷售、公共關(guān)系和市場營銷職業(yè)：公關(guān)經(jīng)理，銷售代表，銷售經(jīng)理，營銷傳播工程師，直接行銷工程師，產(chǎn)品經(jīng)理等等;

　　那么CS專業(yè)主要都學(xué)什么，又包含哪些分支呢?一起來了解下。

　　一、體系結(jié)構(gòu)、編譯器和并行計算

　　Architecture, Compilers and Parallel Computing

　　體系結(jié)構(gòu)和編譯器的研究主要集中在硬件設(shè)計，編程語言以及下一代編譯器。并行計算研究的包含范圍很廣，包括并行計算的計算模型，并行算法，并行編譯器設(shè)計等。

　　二、系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò) Systems and Networking

　　可細分為：

　　(1)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)(Networking and distributed systems)：移動通信系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(wireless protocols)，Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)質(zhì)量管理(Quality of Service management，QoS)，多媒體網(wǎng)絡(luò)，計算機對等聯(lián)網(wǎng)(peer-to-peer networking, P2P)，路由，網(wǎng)絡(luò)模擬，主動隊列管理(active queue management, AQM)和傳感器網(wǎng)絡(luò)(sensor networks)。

　　(2)操作系統(tǒng)(Operating system)：分布式資源管理，普適計算，環(huán)境管理，反射中間件，中間件元級操作系統(tǒng)，面向?qū)ο蟛僮飨到y(tǒng)設(shè)計，允許單個用戶與多計算機、對等操作系統(tǒng)服務(wù)交互的用戶設(shè)計，上下文敏感的分布式文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)中心的電源管理，文件/存儲系統(tǒng)，自主計算，軟件健壯性的系統(tǒng)支持以及數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)支持。

　　(3)安全(Security): 隱私，普適計算，無線傳感器(wireless sensors)，移動式和嵌入式計算機，規(guī)范，認(rèn)證，驗證策略，QoS保證和拒絕服務(wù)保護，下一代電話通訊，操作系統(tǒng)虛擬化和認(rèn)證，關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)，例如SCADA控制系統(tǒng)和醫(yī)療，消息系統(tǒng)，安全網(wǎng)關(guān)，可用性安全。

　　(4)實時和嵌入式系統(tǒng)(Real-time and embedded systems)：開放式實時系統(tǒng)，Qos驅(qū)動的實時調(diào)度和通信協(xié)議，控制設(shè)計和實時調(diào)度整合，實時、容錯和安全協(xié)議整合，網(wǎng)絡(luò)化器件和智能空間的魯棒動態(tài)實時構(gòu)架。

　　三、理論與算法 Theory and Algorithms

　　計算機理論研究主要集中在算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析，以及計算復(fù)雜性的研究。具體包括最優(yōu)化(optimization)，計算幾何和拓撲(computational geometry and topology)，近似算法(approximation algorithms)，密碼(cryptography)和安全計算(secure computation)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(network design)，數(shù)據(jù)挖掘(data mining)，機器學(xué)習(xí)(machine learning)，有限元網(wǎng)格生成(finite-element mesh generation)和自動化軟件驗證(automatic software verification)。

　　四、人工智能 Artificial Intelligence

　　這個領(lǐng)域包含廣泛的研究課題，包括知識表示，機器學(xué)習(xí)，計算機視覺，推理和機器人等。

　　知識表示(knowledge representation)：把知識按照一種有利于推理(得出結(jié)論)的方式表示出來。

　　機器學(xué)習(xí)(machine learning)：自動學(xué)習(xí)如何識別復(fù)雜模式并基于數(shù)據(jù)作出智能決策。

　　計算機視覺(computer vision)：使機器自動從圖像和視頻中提取信息并理解其中包含的視覺概念。

　　推理(reasoning)：學(xué)習(xí)推理的計算模型。

　　機器人(robotics)：工程學(xué)和機器人技術(shù)，以及它們的設(shè)計，制造，應(yīng)用和結(jié)構(gòu)配置。

　　五、編程語言 Programming Languages

　　該領(lǐng)域的研究包括計算機語言的設(shè)計與實現(xiàn)，其目標(biāo)是同時提高開發(fā)人員的開放效率和軟件質(zhì)量。包含如下一些課題：

　　(1)程序語言設(shè)計和實現(xiàn)(Programming Language Design and Implementation)：編譯器優(yōu)化(Compiler optimization)，語義(Semantics)，即時編譯器(JIT complier)，域特定語言(DSL：Domain-specific languages)。

　　(2)編程環(huán)境和工具(Programming Environments and Tools)：監(jiān)控(Monitoring)，程序員搜索引擎(Programmer search engines)，基于模型的設(shè)計(Model-based design)。

　　(3)程序分析和驗證(Program Analysis and Verification)：模型檢測(Model checking)，靜態(tài)和動態(tài)分析(Static and dynamic analysis)，定理證明(Theorem proving)，實時系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度分析(Schedulability analysis for real-time systems)。

　　六、數(shù)據(jù)庫與信息系統(tǒng) Database and Information Systems

　　包括以下研究內(nèi)容：

　　(1)數(shù)據(jù)庫(Database)：數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)查詢、集成，各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計、實現(xiàn)等。

　　(2)數(shù)據(jù)挖掘(Data Mining)：從數(shù)據(jù)中提取模式的處理過程。它在很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，例如市場營銷、監(jiān)測、入侵檢測和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)很相關(guān)，但是數(shù)據(jù)挖掘更關(guān)注實際應(yīng)用。

　　(3)信息檢索(Information Retrieval)：研究如何提取各種媒體(文本、音頻、視頻等，目前的研究以文本居多)中的信息，同時還搜索與之關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫和萬維網(wǎng)。

　　(4)自然語言處理(Natural language processing)：構(gòu)建一種可以分析、理解和生成自然語言的計算機系統(tǒng)。研究課題包含自動摘要(automatic summarization)，語篇分析(discourse analysis)，機器翻譯(machine translation)，命名實體識別(named entity recognition)，自然語言生成(natural language generation)和語音識別(speech recognition)等。

　　七、圖形學(xué)與多媒體 Graphics and Multimedia

　　圖形學(xué)的研究包含對自然景象的建模和動畫生成(modeling and animation of natural phenomena)，計算拓撲學(xué)(computational topology)，圖形硬件的使用(graphics hardware utilization)，渲染(rendering)，網(wǎng)格處理和簡化(mesh processing and simplification)，形狀建模(shape modeling)，曲面參數(shù)化(surface parameterization)和可視化處理(visibility processing)等。

　　多媒體研究包括圖像處理(image processing)，視頻處理(video processing)，音頻分析(audio analysis)，文本檢索和理解(text retrieval and understanding)，數(shù)據(jù)挖掘和分析，以及數(shù)據(jù)融合(data fusion)。因為多媒體數(shù)據(jù)包含不同格式的數(shù)據(jù)(如文本，音頻，視頻)，所以它的研究包含很多不同領(lǐng)域的技術(shù)和理論。

　　八、人機交互 Human-Computer Interaction (HCI)

　　HCI主要研究人和計算機之間的交互。它通常被認(rèn)為是計算機科學(xué)、行為科學(xué)、設(shè)計及其他相關(guān)領(lǐng)域研究的交叉學(xué)科。

　　研究課題包括：

　　(1) 上下文感知計算(Context-aware computing): 行為分析，智能空間(Smart Spaces)，定位感知系統(tǒng)(Location-aware systems)，隱私技術(shù)。

　　(2) 感知人機界面(Perceptual Interfaces)：基于視覺的界面(Vision-based interfaces)，語音和話語界面(speech and discourse interfaces)。

　　(3) 協(xié)同和學(xué)習(xí)(Collaboration and Learning)：基于模式的編輯工具(Pattern-based authoring tools)，ESL (English as a second language) 學(xué)習(xí)，群組協(xié)同技術(shù)(group collaboration technologies)，包含按地理分布的遠程沉浸協(xié)同(geographically distributed tele-immersive collaboration)等。

　　(4) 驗光和人的視覺模擬(Optometry and Human Vision Simulation)：計算機輔助的角膜建模和可視化，醫(yī)學(xué)成像(medical imaging)，手術(shù)仿真的虛擬環(huán)境(virtual environments for surgical simulation)，仿真渲染(vision realistic rendering)。

　　九、科學(xué)計算 Scientific Computing

　　科學(xué)計算主要是研究構(gòu)建數(shù)學(xué)模型(mathematical models)和數(shù)值解法(numerical solution)，并用計算機來分析和解決科學(xué)、社會科學(xué)以及工程問題。

　　研究課題包含：

　　(1)并行計算(Parallel computing): 并行計算語言和并行算法。

　　(2)自動性能調(diào)整(Automatic Performance Tuning): Automatic generation of optimized implementations of computational and communication kernels。

　　(3)網(wǎng)格剖分(Mesh generation)：自動生成三角網(wǎng)格(triangulated meshes)來表示物理和計算區(qū)域。

　　(4)矩陣計算(Matrix computations)：設(shè)計高效的矩陣計算算法和軟件。

　　(5)浮點數(shù)(Floating point)：可擴展的精度算術(shù)(Extended precision arithmetic)，可靠的浮點數(shù)標(biāo)準(zhǔn)(Reliable floating point standards)，浮點數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的體系和執(zhí)行時間實現(xiàn)(Architectural and run time implications of floating point standards)，浮點數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的編程語言實現(xiàn)。

　　(6)計算機代數(shù)(Computer Algebra)：符號數(shù)學(xué)計算方法。

　　十、信息安全 Security

　　課題包含：

　　(1)密碼學(xué)(Cryptology)

　　密碼學(xué)理論(cryptography theory)，新的密碼學(xué)系統(tǒng)開發(fā)(development of new cryp ographic systems)，密碼分析學(xué)(cryptanalysis)，協(xié)議開發(fā)，應(yīng)用密碼學(xué)，量子計算(quantum computation)。

　　(2)隱私(Privacy)

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的隱私，RFID系統(tǒng)的隱私，數(shù)據(jù)庫的隱私問題，基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用的隱私。

　　(3)軟件安全(Software security)

　　開發(fā)編程語言和計算機安全之間的相互影響。

　　(4)一致性和完整性(Identity and integrity)

　　預(yù)防“網(wǎng)絡(luò)釣魚”和攻擊。

　　(5)網(wǎng)絡(luò)安全(Network security)

　　網(wǎng)絡(luò)安全檢測(network security monitoring)和入侵防御(intrusion prevention)。

　　十一、軟件工程 Software Engineering

　　主要研究開發(fā)大規(guī)模軟件系統(tǒng)的原理和技術(shù)。

　　十二、生物信息學(xué)和計算生物學(xué) Bioinformatics and Computational Biology

　　研究高效魯棒的生物計算模擬算法，以及應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘，機器學(xué)習(xí)，自然語言處理和信息檢索等方法來分析和挖掘各類生物數(shù)據(jù)。

　　研究課題包括：

　　(1)生物信息學(xué)(Bioinformatics)

　　比較基因組學(xué)(Comparative genomics)，遺傳分析(Genetic analysis)，系統(tǒng)發(fā)育(Phylogenetics)，分子進化建模(Molecular evolutionary modeling)，基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(Gene regulatory networks)。

　　(2)蜂窩系統(tǒng)(Cellular systems)

　　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)建模(Protein structure modeling)，基因調(diào)控網(wǎng)(Gene regulatory networks)，合成生物學(xué)(Synthetic biology)，Computational systems biology，細胞信號傳導(dǎo)通路，傳輸和代謝，自組裝系統(tǒng)(Self-assembling systems)。

　　(3)神經(jīng)系統(tǒng)(Neural systems)

　　(4)生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)(Biomedical systems)

　　傳感器，健康服務(wù)系統(tǒng)，生理模型，醫(yī)學(xué)圖像和生物圖像分析。

　　十三、計算機教育 Computers and Education

　　本領(lǐng)域研究如何教授計算機科學(xué)以及如何將計算機應(yīng)用到教育中。這部分內(nèi)容比較寬泛，在此就不展開了，感興趣的家長同學(xué)可來電咨詢。

　　附件：2016美國大學(xué)CS專業(yè)排名

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