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干货 美国大学CS专业四大研究领域及分支方向介绍(2)

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 来源: Meijia在中国学习陈华

干货美国大学CS主要四个研究领域和分支方向介绍(2)

以下是每个分支方向的详细说明:

1.计算机体系结构(ComputerArchitecture)

计算机体系结构主要学习和研究计算机的结构和功能及其在电子技术中的应用。抽象地,计算机体系结构是其环境中系统的最高级概念;它决定了计算机硬件和软件之间的连接。具体而言,计算机体系结构是指计算机系统设计的概念和体系结构,描述了计算机实现的设计原则。它标识了计算机设计的组件,组件的功能以及组件之间的接口。以常见的冯诺依曼设计为例,架构设计包括:指令集,微体系结构,数据表示,寻址模式,寄存器定义,指令系统,异常机制,机器工作状态的定义和切换,输入输出结构等。/p>

申请难度:

由于受雇环境的影响,应用方向非常火爆,但由于理论上较多,应用较为困难。申请人应具备该领域的背景,特别是实际工作经验,这是非常沉重的。

CourseWebsite:

ComputerArchitectureandEngineering

AdvancedComputerArchitecture

并行计算

ApplicationsofParallelComputers

2,系统和网络SystemsandNetworking

计算机网络是使用通信设备和线路独立地连接具有不同地理位置和功能的多个计算机系统的系统,并且利用全功能网络软件实现网络的硬件,软件,资源共享和信息传输。简而言之,一个连接两台或多台计算机进行通信的系统。该分支方向的主要学习内容来自网络基础理论,拓扑结构,相关硬件,传输介质(光纤,同轴电缆,双绞线电缆)。传输,卫星传输,红外传输,激光传输,无线电波等,以各种网络协议。

可以细分为:

(1)网络和分布式系统(网络和分布式系统):移动通信系统,无线网络协议(无线协议),Ad-hoc网络,服务质量管理(QoS),多媒体网络,点对点网络,P2P ),路由,网络仿真,主动队列管理(AQM)和传感器网络(sensornetworks)。

(2)操作系统(Operatingsystem):分布式资源管理,普适计算/普适计算环境管理,反射中间件(反射中间件),中间件元级操作系统(中间件“元操作系统”),面向对象操作系统设计,用户设计允许单个用户与多台计算机进行交互,对等操作系统服务,上下文相关的分布式文件系统,数据中心电源管理,文件/存储系统,自主计算,软件稳健性系统支持和系统支持数据库。

(3)安全性:隐私,普及计算,无线传感器(移动传感器),移动和嵌入式计算机,规范,认证,认证策略,QoS保证和拒绝服务保护。下一代电话,操作系统虚拟化和身份验证,关键基础设施系统,如SCADA控制系统和医疗,消息系统,安全网关和可用性安全。

(4)实时和嵌入式系统:开放式实时系统,Qos驱动的实时调度和通信协议,控制设计和实时调度集成,实时,容错和安全协议集成,网络设备和智能空间强大的动态实时架构。

申请难度:

这个研究方向越来越多地出现在EE和ECE专业,但具有计算机背景的学生在申请这两个方向时仍具有相当好的竞争力! EE中还有许多网络技术设置。对于许多CS学生来说,这个专业人士正在转向EE或ECE下的沟通和网络。虽然该网络现在被广泛使用,但该奖项并不是很好。

CourseWebsite:

ComputerNetworks

OperatingSystemsandSystemsProgramming

OperatingSystemDesignandImplementation

EmbeddedSystemEngineering

3.理论与算法理论与算法

计算机理论研究侧重于算法和数据结构的设计和分析,以及计算复杂性。具体包括优化,计算几何和拓扑,近似算法,加密和安全计算,网络设计,数据挖掘,机器学习(机器学习),有限元网格生成和自动软件验证。

CourseWebsite:

AdvancedAlgorithms

EfficientAlgorithmsandIntractableProblems

AdvancedApproximationAlgorithms

凸优化

4.人工智能人工智能

它现在很热门,它是一门新的技术科学,研究和开发模拟,扩展和扩展人类智能的理论,方法,技术和应用。它试图了解智能的本质,并产生一种新的智能机器,以类似于人类智能的方式作出响应。该领域的研究包括机器人,语音识别,图像识别,自然语言处理和专家系统。该领域涵盖广泛的研究课题,包括知识表示,机器学习,计算机视觉,推理和机器人技术。

知识表示:以促进推理(领导)的方式表示知识。

机器学习(自动学习):自动学习如何识别复杂模式并根据数据做出明智的决策。

Computervision:使机器能够自动从图像和视频中提取信息,并了解其包含的视觉概念。

推理:学习推理的计算模型。

机器人技术:工程和机器人技术,以及它们的设计,制造,应用和结构配置。

申请难度:

人工智能是计算机科学中最受欢迎和最有前途的研究方向。因此,入读的国际学生具有较强的学术背景和在这方面表现突出的人才。

MASTER不招聘太多,主要是博士生。这个方向更多地强调数据表示和算法知识,学生需要有实力。

CourseWebsite:

机器学习

ComputerVision

KnowledgeRepresentationandReasoning

ArtificialIntelligence

IntroductiontoRobotics

5,编程语言ProgrammingLanguages

(1)编程语言设计和实现:编译器优化,语义,JITcomplier,特定于域的LAN(DSL)。

(2)编程环境和工具(ProgrammingEnvironments and Tools):监控,程序员搜索引擎(基于模型的设计)。

(3)程序分析与验证:实时系统的模型检查,静态和动态分析,改进,可调度性分析。

申请难度:

国际学生申请最热情的方向。录取的地方数量多,入学人数多,竞争激烈。通常情况下,这方面资金不多,但第二年后资金将更加充裕。

CourseWebsite:

ProgrammingLanguagesandCompilers

ProgrammingLanguages

CompilerDesign

6,数据库和信息系统DatabaseandInformationSystems

包括以下研究内容:

(1)数据库:各种数据库系统的数据模型,数据查询,集成,设计和实现。

(2)数据挖掘(Data Mining):从数据中提取模式的过程。它在许多领域具有广泛的应用,例如营销,监控,入侵检测和科学发现。数据挖掘与机器学习密切相关,但数据挖掘更多地涉及实际应用。

(3)信息检索(InformationRetrieval):研究如何从各种媒体(文本,音频,视频等,当前研究主要是文本)中提取信息,并搜索与之相关的数据库和万维网。

(4)自然语言处理:可以分析,理解和生成自然语言的计算机系统。研究主题包括自动摘要,discourseanalysis,机器翻译,名称识别,自然语言生成和语音识别。

CourseWebsite:

ImplementationofDatabaseSystems

DatabaseSystemPrinciples

数据挖掘

InformationRetrievalandWebSearch

信息检索

自然语言处理

AlgorithmsforNLP

7.图形和多媒体图形和多媒体

图形研究包括自然现象的建模和动画,计算拓扑,计算硬件,图形硬件,渲染,网格化和简化,形状建模(形状建模),表面参数化(视觉处理)和可视化处理(可视化处理)。

多媒体研究包括图像处理,视频处理,音频分析,文本检索理解,数据挖掘和分析以及数据融合。由于多媒体数据包含不同格式的数据(如文本,音频,视频),因此其研究包含许多不同的技术和理论领域。

申请难度:

要申请这个方向,你需要掌握计算机图形学和计算机成像的一些基本工具和原理,但这往往不足以满足入学要求,因为这种高度应用的方向强调更多的经验,所以本科生应该谨慎选择。

CourseWebsite:

计算机图形学

AdvancedComputerGraphics

TopicsinComputerGraphics

多媒体通信:编码,系统和网络

8.人机交互(HCI)

HCI专注于人与计算机之间的互动。它通常被认为是计算机科学,行为科学,设计和其他相关领域的跨学科主题。研究并涉及人们使用的交互式计算系统的设计,评估和实施。

研究课题包括:

(1)上下文感知计算:行为分析,智能空间(SmartSpaces),位置感知系统(位置感知系统),隐私技术。

(2)感知界面:基于视觉的界面,语音和话语界面。

(3)协作和学习:基于模式的创作工具,ESL(Englishasasecondlanguage)学习,群组协作技术(群组协作技术),包括地理分布式分布式远程沉浸式协作。

(4)验光和人类视觉模拟:计算机辅助角膜建模和可视化,医学成像,虚拟模拟的虚拟环境(手术模拟的虚拟环境)和视觉现实渲染(视觉现实渲染)。

申请难度:

随着该行业的关注度的提高,人机交互技术的普及逐渐升温,但申请人背景的方向也同样高,大多数申请人也有研究生学位。因此,本科生很难申请这个方向

CourseWebsite:

ResearchTopicsinHuman-ComputerInteraction

IntroductiontoHuman-ComputerInteractionDesign

HCIISeminarSeries

9.科学计算科学计算

科学计算主要是研究数学模型和数值解的构建,并用计算机来分析和解决科学,社会和工程问题。

研究课题包括:

(1)并行计算:并行计算语言和并行算法。

(2)自动性能调整(AutomaticPerformanceTuning):自动生成优化实现计算和通信内核。

(3)网格生成:自动生成三角网格(三角网格)以表示物理和计算区域。

(4)矩阵计算:设计有效的矩阵计算算法和软件。

(5)浮点(Floatingpoint):可扩展精度算法(Reliable floating point standard),可靠浮点标准(Reliable浮点标准),浮点标准系统和执行时间实现(Architecturalandruntimeimplicationsoffloatingpointstandards),浮点标准编程语言实现。

(6)计算机代数:符号数学计算方法。

申请难度:

在这方面的应用一直是一个不温不火的情况。由于这个方向,大多数申请人放弃考虑未来的就业问题,而且由于这方面的资金相对较少,他们并不关心大多数人。只有正朝这个方向学习的本科生才是申请这个方向的主流。该算法属于计算机理论,属于计算机基础学科。任何与计算机相关的专业都将基本使用这一部分,因此获得该奖项相对容易。

CourseWebsite:

IntroductiontoScientificComputing

并行计算

10.信息安全信息安全

主题包括:

(1)密码学

密码学理论,新的密码学系统的新发展,密码分析,协议开发,应用密码学,量子计算。

(2)隐私(隐私)

无线传感器网络的隐私,RFID系统的隐私,数据库的隐私问题,基于Web的应用程序的隐私。

(3)软件安全(Softwaresecurity)

开发编程语言和计算机安全之间的交互。

(4)一致性和完整性(Identityandintegrity)

防止“网络钓鱼”和攻击。

(5)网络安全(网络安全)

网络安全检测(网络安全监控)和入侵防御(入侵防御)。

申请难度:

在美国流行趋势之一,与信息技术相关的学科对国内学生更加开放,国内学生也非常热衷于这些方向,此外还有专业形象,信息系统,信息安全技术,信息恢复,数据库方面国际学生的申请竞争非常激烈。数量有限的学生让很多学生气馁。事实上,如果你在这些领域有专业知识,你仍然可以尝试。

CourseWebsite:

IntroductiontoCryptography

PrivacyandAnonymityinData

ComputerandNetworkSecurity

11,软件工程软件工程

主要研究和开发大型软件系统的原理和技术。

CourseWebsite:

软件工程

软件工程

12.生物信息学和计算生物学生物信息学和计算生物学

研究高效且稳健的生物计算模拟算法,并应用数据挖掘,机器学习,自然语言处理和信息检索方法来分析和挖掘各种生物数据。

研究课题包括:

(1)生物信息学

比较基因组学,遗传分析,系统发育学,分子进化建模,基因调控网络。

(2)蜂窝系统(Cellularsystems)

蛋白质结构建模,基因调控网络,合成生物学,计算系统生物学,细胞信号传导途径,运输和代谢,自组装系统。

(3)神经系统(Neuralsystems)

(4)生物医学系统(生物医学系统)

传感器,卫生服务系统,生理模型,医学图像和生物图像分析。

CourseWebsite:

生物信息学

计算生物学

13.计算机与教育计算机化教育

该领域研究如何教授计算机科学以及如何将计算机应用于教育。这部分相当广泛。

14.计算机工程计算机工程

计算机工程专注于计算机处理器,多处理器通信设计,网络设计和存储器架构,侧重于硬件设计和与软件和操作系统的性能交互。如:多处理器光互联网络通信技术,实时嵌入式系统(多媒体数据流处理),分布式数据和大型存储系统,从而提高计算机的可靠性和工作效率。

申请难度:

绝大多数美国学校的EE和计算机工程都已合并。从专业学习的角度来看,虽然研究生最终获得了EE和CE的学位,但是有很多研究方向是非常跨学科的。更加关注申请人的研究背景或实践经验。

15.计算科学中的计算科学

申请难度:

更有偏见的理论,竞争并不像软件工程那么激烈,无论是入学还是奖学金,都是CS中相对容易的职业。如果您具有良好的数学背景和一定的研究经验,请申请展览优势。

16.管理信息系统管理信息系统

MIS作为一个跨学科的新兴职业,其主要任务是通过调查和了解人力资源,物质资源,财力,设备,技术等,最大限度地利用现代计算机和网络通信技术来加强企业信息管理。企业拥有的资源。向管理人员提供数据,处理和处理各种信息材料,以做出正确的决策,不断提高公司的管理水平和经济效益。

申请难度:

朝这个方向的MASTER课程相对较少。申请时请注意。由于涉及管理,许多商学院也设定了这个方向,而且管理层更偏向。 CS下的这个方向仍然是主要的技术,如果CS出生在MIS下如果你想转到商学院读MIS,你也有一个很好的优势。

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