美國留學：CS專業詳解

Graphics, Visualization計算機圖形和視覺 計算機圖形與HCI有重合之處在于HCI目前也有很大一群人在專注于做圖形的人機交互，而對于計算機視覺則在HCI領域屬于一個已經發展了很久的方向，因此對于申請計算機圖形和計算機視覺的申請者可以參考HCI關于CS下的HCI的相關介紹。將計算機圖形和視覺單獨開設出來的學校在該領域主要研究的是對自然現象的模擬和做動畫，計算拓撲學，圖像硬件應用，基于圖像的繪制（image base renering），隱式曲面（implicit surfaces），網格處理和簡化（mesh processing an simplification），過程模型構造技術（proceural moeling），形狀模型（shape moeling），（surface parameterization）以及可見性處理。會學習的課程除了計算機圖形和社會視覺（Social Visualization）之外，也包括HCI會學到的用戶界面設計及HCI。總的來說，計算機圖形、視覺和HCI為唇齒相依的關系，所以對其中一項感興趣的申請者也可以考慮擴大興趣范圍。計算機圖形圖像學還跟ata mining 和AI也息息相關。可以說著很大程度上體現了CS專業的特點。所有的方向均有交叉，很難界定一個專業準確的邊緣。

很多學生對該領域有個誤區，認為該領域適合學藝術專業的申請者，因為眾所周知，學習這個專業可以去游戲公司開發游戲，去電影制作公司工作，軟件的圖形界面開發，可是事實并非如此，該領域屬于CS，也就意味著對CS的要求也同樣適用于對該領域的要求，例如較強的數學基礎和算法以及極佳的空間思維能力。當然藝術下也會有與這個相交叉的方向，也有Meia相關的東西，也有會應用于電影，游戲等方面的東西。但是那個是純藝術，偏向于設計，而CS下的偏向于處理。

Architecture, Compilers, an Parallel Computing計算機結構、編譯器和并行計算

計算機結構和編譯器研究的主要是硬件設計，編程語言和編譯程序，這個領域經常涉及到計算機科學、計算機工程和電子工程學科，是一個交叉的領域。Architecture 學習和研究的更多的是計算機的結構，這個結構不僅僅是物理上的結構，還是邏輯上的結構，基本的工作原理和工作準則。比如說，我們說網絡7層結構（IP v6 編程了5層），里面既包含了硬件上的結構，還包含了軟件上的結構。Parallel Computing 其實就是現在非常熱門的云計算。很多時候我們都不理解云計算是什么。通過一個笑話，我們可以理解云計算是什么。記得有個四格漫畫，是大畫西游的，其中沙僧對大師兄和二師兄說：“我終于學會了復制粘貼了！”然后大師兄和二師兄很鄙視的眼神看著沙僧，然后沙僧解釋道：“我學會了在A電腦上復制，在B電腦上粘貼！”其他兩人異口同聲：“牛！”其實這個就是云計算。 該領域需要學的課程通常有Embee Systems嵌入式系統、Computer System Organization計算機系統組織、Logic Design邏輯設計、Applie Parallel Programming應用平行信息處理技術、Parallel Computer Architecture平行計算機結構、Fault-Tolerant Dig System Design容錯挖掘系統設計、Design an Implementation of Compilers編譯器的設計和實現、High-Performance Computer Architecture高性能計算機結構。

學習計算機系統結構的學生適合于從事計算機網絡、嵌入式技術、高性能計算、網絡信息安全與多媒體信息處理等領域的工作。 很多跨國公司和國內知名大型企業，如Microsoft、IBM、HP、AMD、Intel、Oracle、SAP、華為等公司對該專業人才的需求量都較大。

>Information Systems信息系統

信息系統的研究集中在數學模型的發展和應用，以及信息處理的技巧和算法方面。除了一些核心領域例如信息理論和編碼、控制和優化、信號處理、學習和交互等，還包括其他一些偏應用的領域，包括生物醫學成像、無線通信和網絡、多媒體通信、網絡、能源系統、交通系統和金融系統。它的研究領域通常包括：

?▏Communications通信

?▏Control an Optimization控制和優化

?▏Information Theory an Coing信息理論和編碼

?▏Learning an Statistical Inference學習和統計交互

?▏Signal Processing信號處理

整體來說IS（Information Systems）或者MIS（Management Information Systems），就是利用技術手段去有效的管理信息。換句話說，信息的安全性、有效性和及時性等都是管理的范疇。這個方向有開在商學院下的，有CS下的，有IE下的等。廣義的MIS或IS里的system，不僅僅是一臺電腦，不僅僅是CRM，不僅僅是ERP等等這種軟件及硬件組成的一個大型的“system”，一個公司可以看作是一個system，每個員工都可以看作是這個system 里的一個元素，而員工與員工之間的語言，或文件的工作交接都算是information，這就是為什么有的MIS會開設在商學院下的。

而狹義的MIS 或者 IS，就是指一個CRM或者ERP等這樣的系統，而這種偏向性的專業一般開設在CS、EE或者IE下了。還有一類特殊的專業，還有開設在library science下的，這個MIS更多的是信息索引了。國外的圖書館都非常的龐大，藏書非我國大學藏書規模所能比擬的。而且還涉及到很多圖書館是連鎖機構，比如說我們在A地點借的書，可以從B地點還。這樣書就客觀的從A地點流動到了B地點。從管理上需要有計算機的技術手段去幫助管理，否則管理成本之高是一般圖書館所難以承受的。

從廣義的MIS專業的領域來說，現在有些學校開設的Information Management、Information Technology、Information Science 以及部分的Engineering Management 下的學習方向都可以算作是MIS或IS。這也反映了理工科新興方向的特點，已經各種犬牙交錯。

例如New York University是開設在CS下，University of Michigan at Ann Arbor 是開設在Information School下，Columbia University 是開設在Inustrial Engineering an Operation Research 下，University of Marylan at College Park 開設在商學院下。Carnegie Mellon University 開設在漢斯管理學院下。雖然諸如Stanfor University開設在EE下，但是這并非是主流方向。

從整體的申請情況來看排名很難客觀的體現MIS或者IS的實力，因為我們常用的USNEWs的排名主要是針對Library Science 的，而非真正的MIS或IS。一般比較反映MIS和IS實力的，還是CS和IE的排名。

MIS的學生畢業后主要的就業方向是以IT Professional 為主。這是一個籠統的說法。具體一點說，有的去做了軟件外包，因為MIS里涉及到很多軟件開發的東西，也就是軟件工程的東西。有的去了銀行等對數據安全要求非常高的機構（我們上面有講過，MIS廣義上來說，需要做的事情是確保信息的安全，有效和及時性）。還有人去了一些咨詢公司，或者金融類機構去做后臺的數據分析等工作，也就是做了金融工程的學生所做的工作。當然這都是理想的情況。有很多從業的方向跟CS畢業生是一樣的，做一些基礎的Programming/Coing 或者Testing的工作等。

Systems 系統

這個專業用最簡單的話來說就是主要培養學生學習當下先進的計算機系統技術，讓學生可以設計出不斷進步的計算機系統，它可能學到的課程如下：

▏Multimeia Systems多媒體系統

▏Operating Systems Design操作系統設計

▏Real-Time Systems實時系統

▏Distribute Systems分布式系統

▏Communication Networks通信網絡

▏Wireless Network無線網絡

▏Computer Security I計算機安全

▏Avance Operating Systems高級操作系統

▏Avance Distribute Systems高級分布式系統

▏Avance Computer Networks高級計算機網絡

▏Computer Systems Analysis計算機系統分析

▏Systems Moeling & Simulation系統建模和系統模擬

▏Avance Computer Security高級計算機安全

▏Computer Networks計算機網絡

▏Computability, Algorithms, an Complexity計算、算法和復雜性原理

▏Design an Implementation of Compilers編譯器的設計和實現

▏High-Performance Computer Architecture高性能計算機結構

▏Avance Internet Computing Systems anApplications高級網絡計算機系統和應用

▏Internetworking Architectures an Protocols網際交換結構和協議

它的一些受歡迎的研究課題包括Information Theory an Coing信息理論和代碼、Wireless an Sensor Networks無線和傳感器網絡、Network Design an Analysis網絡設計與分析、Security安全等。其中最熱門的方向當屬Distribute Systems分布式系統了。

Systems的畢業生將來可以到IT公司、咨詢公司、金融機構甚至是CIA（中央情報局）工作，這是比較理想的情況。咨詢公司例如：SAP；金融機構主要做一些后臺工作，比如金融機構內部系統，或者對客戶的系統的維護。IT公司就不用說了，如IBM，HP等。

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在CS 領域我們選取了一些分支，有些詳細，有些簡單，同時也由于CS本身的分支錯綜復雜，本書并不能一一列出，例如比較活躍的研究領域Programming Language程序設計語言，學的是計算機語言的設計和實現，目的是提高程序員的效率和程序的質量，它要學習的內容包括抽象的計算機語言理論，以及具體的對高級語言的應用和實現。該領域是所有CS相關分支的基礎，因此也基本包含在了各個學校的各個分支的課程中。當然也有學校單獨將其作為其中一個分支，例如University of Illinois at Urbana Champaign。作為發明第一個可以顯示圖片的瀏覽器的大學，UIUC在CS領域也算是全美的領頭學校之一，它在Programming Languages， Formal Systems， an Software Engineering領域有自己的實驗中心，即Universal ParallelComputing Research Center、Open Systems Laboratory、Formal Systems Laboratory和SoftwareArchitecture Group。另一方面，因為并不存在單一的通用的編程語言，因此掌握多種語言也是學習CS專業的必要組成部分。同時它也受影響于并影響著數學、軟件工程和語言學等學科。其它學科也都有類似的特點，幾乎每一個分支都不是獨立存在的，都是互相制約互相影響的。這些同樣適用于理工科的其它專業。

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