计算机科学与技术专业知识架构（计算机专业分析）

本文主要从三方面来对计算机专业进行分析与讲解，

一、专业概况说明二、专业申请说明三、专业典型项目介绍专业概况说明

1、专业情况和方向设置

Ø专业概念说明

Computer science is the systematic study of the feasibility, structure, expression, and mechanization of the methodical processes (or algorithms) that underlie the acquisition, representation, processing, storage, communication of, and access to information, whether such information is encoded in bits and bytes in a computer memory or transcribed in genes and protein structures in a human cell. (Dept of CS, Boston University)

Computer science or computing science (abbreviated CS or CompSci) designates the scientific and mathematical approach in computer software and sometimes hardware. Its subfields can be divided into practical techniques for its implementation and application in computer systems and purely theoretical areas. (Wikipedia)

美国计算机科学专业(Computer Science，简称CS)，是研究信息过程、用以表达此过程的信息结构和规则及其在信息处理系统中实现的学科。

　CS是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科，从抽象的算法分析、形式化语法等等，到更具体的主题如编程语言、程序设计、软件和硬件等，计算机科学分为理论计算机科学和实验计算机科学两个部分。

Ø专业小方向或分支

因研究领域极其广阔，我们将其下属分支总结为14个主要方向：

系统与网络(System and Network)

人工智能与机器人(Artificia Inteigence and Robotics)

计算机隐私与安全(Privacy and Security)

编程语言(Programming anguage)

数据库(Database)

计算机图形学(Computer Graphics)

生物信息学与计算生物学(Bioinformatics and Computationa Bioogy)，

算法(Agorithm)

计算机理论(Computer Theory)

科学计算(Scientific Computing)

软件工程(Software Engineering)

计算机视觉(Computer Vision)

计算机体系结构(Computer Architecture)

人机交互(Human Computer Interaction)

软件工程

此方向几乎属于CS内部第一大方向，录取名额很多，奖学金也有一些。关键是，这个专业是培养coder的，而计算机专业的从业者大部分就是coder。因此学这个专业工作机会较多，但是起步阶段的收入居于中等。

数据库

毕业生可以做数据库管理工程师。不过这种工程师职位对于经验要求较高，尤其是高薪全职在大公司的数据库管理工程师，刚毕业的学生恐怕有困难。不过工作可以找到，比如说兼职的实习可以作为起步。对于编程序要求不算太高。随着经验的增长在公司里会比较受到倚重，工作稳定，因为任何公司都不可能经常更换在数据库管理方面岗位工作的工程师。

计算机网络

网络应用、网络协议、网络通信、网络理论、网络安全、加密解密、路由算法、甚至编解码都是需要学习的学科。这个学科申请的竞争者非常多，来自EE，ECE背景的都可以申请。Telecommunication就业不错，从设备商到运营商到第三方软件开发商，都有职位可以选择。很多公司的招人广告上写的就是Telecommunication和CS，EE相关专业。国内这方面工作机会也多，中国移动按照用户数量是世界第一大运营商。Networking里面有方向设计及到网络安全方面，这个方向的工作主要是在大型政府、国防、电信、电力、金融、铁路等部门的计算机网络系统。

人工智能 AI

人工智能里面涵盖了计算机专业的很多小方向。比如机器学习系统，计算机语言，图像处理，语音识别，机器人，人机交互等等。对于申请者的计算机科学背景要求较高，包括数据结构算法之类纯计算机专业的课程，都有一定要求。人工智能的产品包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。这个方向最近很热，招收的名额也比较多。完全对口的工作是纯研发的性质，找起来有一些难度，不过退一步海阔天空，在各类电子设备商处都有大批学习此类专业可以涉足的工作。

计算机图形学 CG

这个专业与上面的人工智能、计算机网络、软件工程全都有重叠交叉，研究图像的表达、处理等。计算机成像、三维动画、网络影像传播都属于这个方向的范畴。

学习这个专业的同学可以去游戏设计公司，电影视频公司、电子出版、教育软件开发、商业简报、平面广告设计及其它多媒体应用领域的媒体集成与系统设计的工作岗位寻找机会。现在的生活离不开图形图像的数字表达处理，也就离不开学计算机图形学和多媒体的同学。

科学与工程计算

具体包括生物信息学（这个目前影响力最大），气象数据处理，数字处理算法，计算物理，计算化学等等。

这个专业的特点就是交叉，往往要求申请者除了计算机科学相关的背景还要有一点生物、物理、化学等等方面的背景。

目前此类学科属于前沿新生的专业，就业形势不明朗。很多学习此类专业的同学就业的时候还是转向了传统的写代码相关的岗位。

系统架构

这个方向很偏硬件，很偏EE。Computer Engineering专业也与上述两个紧密相关。

这个专业研究深入就是超大规模集成电路VLSI了，设计底层的芯片。虽然这个专业很偏向硬件，但是由于EE和CS密不可分，有时候也就混为一谈。该专业对数字电路（逻辑电路）之类的背景有要求，学出来工作还是比较好找的，但是学习压力比较大，很多科目与硬件相关。在各类设备生产商处都有相关工作岗位。

人机交互

语音识别之类（语音识别有时候也作为一个单独的领域）。这个专业和人工智能专业互相交叉。

并且此专业是计算机科学、行为科学、人体工程学、设计类的一个交叉领域。这样的专业的特点就是对工作经验比较看重。

与人工智能一样，这样的领域如果找完全对口的工作有时候较难，但是凭借着扎实的计算机科学相关专业功底，可以在大量工作机会中寻找突破口。

信息科学

这个学科与前面的软件工程、数据库、网络、计算理论都有一定的关系。主要研究领域是跟信息相关的一切，信源编码、信道编码、加密解密、数据恢复、数据储存等等。该专业的录取名额也有限，申请的人不少。

MIS管理信息系统

MIS本质上说就是数据库系统，它和其他数据库系统的不同就在于其目的用于整合必要的信息用于决策。决策支持系统、专家系统、执行信息系统等都是MIS的组成部分。MIS专业还分成在工程院（计算机学院）或者商学院（管理）下面。前者偏技术，后者是偏商科了。

中国人去美国读Master，当然是偏技术的那种毕业以后路子平坦一些。如果是偏商科，则要学习不少关于市场、决策等相关的学科。

近年来MIS在媒体上宣传热度很高，而工作形势不是特别好，但是如果是做具体技术的话，也不失为一个选择。

2、学科对比

计算机科学(Computer Science)和计算机工程(Computer Engineering)的区别

计算机科学(computer science)和计算机工程(computer engineering)的区别，一直以来没有太明确的标准。各高校开设的课程也不尽相同。两个专业内容一般也都互有涉及，但学习深度和侧重点不一样。

不严格的简单的讲，有如下区别：

1、科学更注重理论研究（自动计算的性质、规律、运算等）；工程更注重系统应用（计算机系统及其应用）。

2、科学有些偏软，侧重以计算机技术为基础解决问题，编程一般是重中之重，三门数学（高等数学、线性代数、离散数学）是基础之重；工程有些偏硬与网络、通讯更紧密些。

3、科学研究的课题大致是：可计算性、算法理论、数据结构和数据库、人工智能、人机交互界面等；

工程研究的课题大致是：计算机体系结构、计算机系统、网络与分布式系统、信息系统与安全、控制与智能系统、仿真与科学计算等

因为信息时代计算机应用的普及，这两个专业最容易跨专业、跨行业发展，就业面较广。所学知识是将来工作的基础，实际工作时根据自己的兴趣爱好，还得不断实践和学习。

一般情况下，计算机科学专业就业方向偏软应用如开发、测试、培训、技术研究等，就业面较广。

计算机工程就业方向则更容易到电信、通讯、航天等相关部门工作，同时网络工程相关单位的设计、维护、培训工作也会涉及。

这些就业方向都是相对的，跨行业就业面广是计算机专业的就业特点。很多时侯还受到机遇、兴趣爱好等的影响。

3、就业前景

IT行业都有哪些职位？

计算机本科/硕士毕业生的就业方向一般有：

1.产品

2.UI

3.CSS

4.JS

5.后端（Java/php/python）

6.DBA(mysql/oracle)

7.运维（OP）

8.测试（QA）

9.算法（分类/聚类/关系抽取/实体识别）

10.搜索（Lucene/Solr/elasticSearch）

11.大数据工程师（Hadoop）

12.Android

13.IOS

14.运营

根据 SUNY 的 CS 系提供的信息，CS 专业毕业生的就业去向有以下机构但不仅限于以下机构，供大家参考一下：

l Alcatel(阿尔卡特，财富 500 强公司之一，主要为电讯服务商提供硬件、软件及服务)

l Apple Computer(苹果电脑公司，核心业务为电子科技产品开发与生产)

l Bellcore(贝尔通信研究所)

l Brookhaven National Laboratory(布克海文国家实验室，美国能源部，研究物理、生物、 化学、环境科学等等)

l Cisco(思科公司，全球领先企业网络产品供应商)

l Conexant(美国科胜讯公司，计算机与半导体生产商)

l General Electric(通用电气，财富 500 强公司之一，全球最大的电器和电子设备制造公 司)

l Hewlett-Packard (HP)(惠普公司，全球性的资讯科技公司，主要专注于打印机、数位影 像、软件、计算机与资讯服务等业务)

l IBM(IBM 公司，全球最大的信息技术和业务解决方案公司)

l Kodak(柯达公司，全球最大的影像产品及相关服务的生产和供应商)

l Lucent Technologies(美国朗讯科技公司，全球领先的通讯方案提供商)

Microsoft(微软公司，全球最大的软件公司) l

l NASA(美国国家航空和宇宙航局)

l National Institutes of Health (NIH)(美国国家卫生研究院)

l Oracle(甲骨文公司，全球最大的数据库软件公司)

l Panasonic(松下电器，全球最大的家用电器企业)

l Qualcomm(美国高通公司，核心业务为无线电通信技术研发)

l Ricoh California Research Center(日本理光集团，全球数字办公设备解决方案领导者)

l Samsung(三星电子，全球最大的电子工业司)

专业申请说明

1、申请条件

•GPA

众所周知，GPA是申请出国留学的一个重要指标。大家也许在学校的官网上都能留意到，很多高校对GPA的要求只是3.0/4.0，但这只是对GPA的一个最低要求。根据往年录取数据来看，被综合排名Top 30大学录取的学生，绝大多数的GPA都在3.4/4.0以上。GPA虽重要，但能不能成功申请，拿到offer还受很多因素决定的。Eg:研究经验、学校排名和声望、文书质量、GRE、语言成绩等。增加这些方面的实力，也能加大录取的可能性。

•托福或雅思分数

大部分高校均接受申请人提交托福或雅思成绩。从历年申请数据来看，想申请综合排名Top 50的大学，建议托福分数考到90分以上或雅思取得6.5总分是比较稳妥的;而对于想冲刺综合排名Top 30大学，取得100分或以上的托福分数或雅思取得7.0总分是相对安全的。(注意：某些高校对托福或雅思的单项成绩还有最低的录取线，详情请查看各高校官网上的信息)

•GRE分数

作为美国研究生入学考试，GRE也是美国高校衡量的重要因素之一。一般情况下对申请综合排名Top 50的学校来讲，取得320的分数是相对稳妥的。(注意：某些高校对GREV及GREQ还有最低的录取分数要求)

•研究经历

除GPA，GRE，语言成绩等硬件条件外，申请计算机科学专业还需申请人具备相关的专业研究背景。建议大家尽早利用寒暑假找机会丰富这方面的经历，比如可积极联系教授参与相关的研究项目，或多参加各类数学，编程等竞赛，以增加自己的竞争力。对于申请本专业的学生，建议完成2个或以上的研究项目，这对积累经验及申请都有一定的帮助。

2、典型学校

卡内基梅隆大学

教研实力

CMU是全美乃至全世界最大的计算机学院。对于一般的美国院校来说，计算机科学只是设置为一个系，即Department of Computer Science, 然而， CMU 对 CS 的建设非常有诚意，直接就开设成为了一个院 School of Computer Science。研究方向相当全面，研究水平也相当高，你能想到的计算机方面的研究、分支它基本都有，而且还有许多你闻所未闻、十分前沿的研究方向。

CMU的计算机科学学院，最新的设置是下面设有八个系，分别为：

1. 计算机科学部门（Computer Science Department）

2. 人机交互研究所（Human-Computer Interaction Institute）

3. 娱乐科技部门 （Entertainment Technology Center）由计算机科学学院和艺术学院共同组建

4. 计算生物学部门（Computational Biology）由计算机学院和梅隆科学院合办

5. 软件研究所（Institute for Software Research）Master of Software Engineering就开设在其中，还有Information Technology等等

6. 语言技术研究所（Language Technologies Institute, LTI）

7. 机器人研究所（The Robotics Institute）

8. 机器学习部门（Machine Leaning）

研究领域及出路：基于研究人员的庞大，本校涵盖了计算机科学的所有研究方向，不单细致地做每一个研究方向，并且将这些研究方向的应用也有较为深入的研究，在所有这些方向里，尤其是软件工程方向，CMU的软件工程专业被喻为皇冠上的明珠，所以这个方向也是史上最难申请！

地理位置

CMU现在有两个校区，主校区位于宾州的匹兹堡，还有一个校区在硅谷开设的一个新校区，简称CMU-SV。

主校区地理位置没有什么特别的亮点，反正就在东北部，硅谷的地理位置就比较得天独厚了，所有的顶级公司应有尽有，苹果，谷歌，Facebook，都在附近几千米的距离，要找实习、找工作，确实是太便利了，简直可以说是就在家门口。

哥伦比亚大学

教研实力

哥大的CS 系成立于 1979 年，研究的领域涵盖了CS 领域的各个研究方向，包括计算生物学、计算机工程、算法和用户界面、机器学习、网络、自然语言处理和语言、安全与隐私、软件系统、计算机理论、视觉与机器人等等。共开设有 25 个研究小组和实验室。其中，实力较强的专业方向包括机器学习、安全与隐私、软件系统以及计算机理论。

地理位置

哥大位于纽约曼哈顿，它的声誉以及地置赋予了毕业生的多样的就业去向，包括学术界、工业界；此外，该校有很多工科毕业生包括 CS 专业的毕业生经常会在该校转读金融类课程以后涉足纽约金融业，有很多选择。

纽约作为世界最大经济中心、金融中心、传媒中心，对于CS 人才有很大的需求。金融行业对于软件工程师、 IT 分析师、数据管理员、信息安全专家等人员需求非常大，而传媒行业对于计算机网络、互联网管理员、网络维护专家等人才也有非常大的需求。

除了 NYC，纽约州能够提供给 CS 学生就业机会的地方还有：拥有发达的计算机和电子工业宾厄姆顿、银行业发达的布法罗等城市。

另外，纽约距离费城只需要不超过 2 小时的车程。费城对于CS 毕业生来说就业的机会也是比较多的。

南加州大学

教研实力

42个终生制教授，33个研究教授和30个合聘教授共同组成的强大研究团队，研究小组包括人工智能，数据库与信息管理，图形、游戏与多媒体，并行与分布式计算，机器人、人脑理论与计算神经科学，软件系统与工程，通讯与系统，理论与计算科学。

地理位置

USC的CS教育在LA 是比较受到认可的，经常会有 Microsoft、Blizzard、EA、Konami 等大公司直接来实验室招聘，并且有较多机会将作品展示给各大公司职业人士，并获得反馈，在此过程中潜在的就业机会也是不容忽略的。此外，从地理位置的角度来考虑，离硅谷6小时车程，就业出路较好。

伊利诺伊大学香槟分校

教研实力

Illinois的CS既培养研究性人才，又培养进入industry的人才，其CS方向包括如下几个：算法和理论、人工智能、结构、并行信息处理技术和系统、生物信息学和计算机生物学、数据库和信息系统、计算机图形、视觉和人机交互、系统和网络、编程语言、形式系统和软件工程、科学计算

地理位置

虽说UIUC身居玉米地的地理位置不占先天优势，不过从UIUC计算机科学专业毕业的学生在就业市场上依然表现不俗，据领英网站给出的数据，2015年CS专业毕业的学生有283人进入谷歌、226人进入微软工作，另外进入IBM、亚马逊、雅虎、甲骨文、Facebook、苹果等科技巨头公司的人也不在少数。

密歇根大学

教研实力

实验室比较好进，找老师也比较容易。想拿MS当跳板转PhD的话不错。很多EE的同学在这边也会修CS 的课。选课比较灵活。主要的研究领域有 Artificial Intelligence, Computer Architecture, Computer-Aided Design and VLSI, Interactive Systems, Quantum Science and Devices, Software Systems, Theory of Computation。

除了密歇根大学自己的教师之外，由于密歇根大学的名声，以及毗邻底特律“近水楼台先得月”，来自世界各地的客座教授和讲师也源源不断地出现在密歇根大学课堂上。

地理位置

密歇根大学由 3 所独立的大学分校组成，这几个校区分别在位于安安娜堡市、迪尔伯恩市和弗林市，这几个校区经济都不很发达，安阿伯市稍好，另两个城市的建设和发展都大大落后于一般的美国地区。近些年来，随着美国汽车工业的逐渐下滑，五大湖地区的工业已经不再据有美国历史舞台的中心地位，密歇根州就业和工作前途已大不如前。

加州大学尔湾分校

教研实力

UCI 的 CS 系设置于该校的信息与计算机科学学院下，是该院最大的系。研究方面，该系涉及到了CS 领域下11 个研究方向，包括：算法与复杂性，人工智能与机器学习、生物医学信息学、计算机体系结构与嵌入式系统、计算机图形学与可视化计算、数据库与数据挖掘、网络与分布式系统、编程语言与编译、安全隐私与密码学、科学计算以及普适计算。其中，网络与系统、人工智能和计算机安全这几个方面的研究实力最为突出。

地理位置

加州由于其高度发达的经济市场，为 CS 毕业生提供了得天独厚的优势。 尔湾是美国加利福尼亚州橙县的一个城市，位于该县中部。近几年经济速度增长很快，当地有许多IT企业，UCI的 CS 学生很容易能找到实习机会，同时也能有较好的就业前景。

除此之外，尔湾附近的洛杉矶、萨克拉门托市、旧金山湾区的圣何塞市都对CS人才需求很大。

华盛顿大学

教研实力

华盛顿大学的计算机专业在全美也是很不错的。首先院系规模较大，在职60名Faculty成员，每年近200位博士在读，还有大量的Master。专业排名也不错，本科计算机专业排名12，各个分支发展比较均衡，其中最强的当属，排名前5，其他分支领域也基本都位列前10。

地理位置

西雅图作为一个国际著名大都市，也算是美国最适宜居住和工作的城市之一了。首先气候上这里夏天清凉，冬天不冷，风景优美，气候宜人，青山、绿水、空气清新。

并且西雅拥有最多世界巨头，像微软公司、波音飞机公司、亚马逊公司、星巴克公司、美国电报电话移动通讯公司、英特尔公司工业园均坐落在西雅图，就业优势显著。华盛顿大学很大一部分毕业生直接进入这些大公司了，在这些公司中，华盛顿大学毕业生所占的比例最大，而且绝对大。

乔治华盛顿大学- 保底名校

教研实力

GWU 的 CS 系比较小巧，全系只有20几位 Faculty 成员。教学方面实行小班授课制，一个班大约只有 18 个学生，学生与老师之间能够保证较为流畅的沟通与互动。

研究方面，该系每年在研究经费上需要花费超过 300 万美元的经费，主要从事 CS 专业下 8 个专业方向的研究：算法与理论、生物信息学与生物医学计算、计算机与信息安全、数字媒体、机器智能与认知、网络与移动计算、普适计算与嵌入式系统、软件工程与系统等。

其中，较有实力的方面是算法与理论以及生物信息学与生物医学计算。

地理位置

GWU 位于美国首都华盛顿特区，华盛顿特区是美国的政治中心，它是全美政府机构最为密集的地区，同时也是全美高科技公司最为集中的地区之一，位于此处的财富 500 强企业很多。它的经济环境能够为 CS 专业学生带来很多的在政府机关或者相关的高科技公司里实习和找工作的机会。

此外，华盛顿特区距离 JHU 所在的马里兰州最大城市和经济中心巴尔的摩市仅 40 英里的路程，开车只需要 1 个小时即可到达；距离宾夕法尼亚州人口最多和面积最大的城市费城仅 137 英里，大约 3 个小时的车程。这些大城市对于 CS 专业人才的就业需求都非常大，因此也能够为 GWU 的 CS 毕业生提供很多的就业机会。

美国计算机科学硕士学位

·斯坦福大学，加州大学伯克利分校，CMU和麻省理工学院之一的一所大学（这些学校是为优秀的申请人准备的）

·加州大学洛杉矶分校与德克萨斯大学奥斯汀分校（竞争激烈，难度大）

·两个知名的大学，你肯定有申请的机会：南加州大学，佐治亚理工学院和俄亥俄州大学或威斯康星州大学。

·优秀学生两所保过的大学，如波士顿大学和麻省大学阿默斯特分校

GPA或平均GRE得分（小于320）硬件有弱势可以这么做：

·工作经验（两年）

·扎实且精心制作的个人陈述，对学校的深入了解（偏职业经历）

·强烈的意愿

·在线课程（来自Coursera，Skillwise或Udemy）

三、专业典型项目介绍

Computer Science项目列表

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