文章導讀列表:

1、美國留學CS專業(yè)都有哪些研究方向

2、留學申請專業(yè)CS、CV分別是什么？

3、美國留學CS

美國留學CS專業(yè)都有哪些研究方向

   1計算機理論(Computer Theory)

  計算機理論，顧名思義，是為計算機科學的發(fā)展與研究提供理論基礎的一門學科。這個課程的學習涉及到CS的核心課題，歸納起來涵蓋了可計算性、文法與自動機、邏輯學、復雜性及語義學等5個部分，涉及到可計算性理論、形式語言、邏輯學與自動演繹、可計算復雜性和編程語言的語義等內(nèi)容，并學習和研究這些內(nèi)容之間的聯(lián)系。

   2生物信息學與計算生物學(Bioinformatics and Computational Biology)

  人類基因工程的完成對現(xiàn)代生物學中的新型計算和理論工具提出了新的要求。這些計算和理論工具對于分析，理解和控制生命的具體信息都是至關重要的。生物信息學與計算生物學在此歷史背景下應運而生。此方向?qū)傩屡d的研究，主要是利用應用數(shù)學，信息學，統(tǒng)計學與計算機科學的方法來研究生物學的問題，因此也需要從事此方向?qū)W習和研究的學生有較強的數(shù)學和統(tǒng)計背景。目前來說研究方法包括對生物學數(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(計算和模擬)。

   3人機交互(Human Computer Interaction)

  人機交互，簡稱HCI，是一門研究人、計算機以及它們之間的相互影響的學科。人機交互技術是指通過計算機輸入、輸出設備，以有效的方式實現(xiàn)人與計算機對話的技術。它包括機器通過輸出或顯示設備給人提供大量有關信息及提示請示等，人通過輸入設備給機器輸入有關信息，回答問題等。人機交互技術是計算機用戶界面設計中的重要內(nèi)容之一。它與認知學、人機工程學、心理學等學科領域有密切的聯(lián)系。

   4計算機隱私與安全(Privacy and Security)

  計算機安全主要是保護計算機與網(wǎng)絡免于濫用和干擾。從過去的歷史看來，計算機攻擊一般來說包含了攻擊系統(tǒng)的完整性，保密性與可用性。而如今的信息安全技術一直在發(fā)展中，不單包含了對上述攻擊的防御，同時也增加了更多的應用，如垃圾郵件，以及防止身份盜用而導致的信息泄露等。

   5計算機圖形學(Computer Graphics)

  計算機圖形學(Computer Graphics，簡稱CG)是一種使用數(shù)學算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計算機顯示器的柵格形式的科學。
如何在計算機中表示圖形,以及如何利用計算機進行圖形的生成、處理和顯示的相關原理與算法，構(gòu)成了計算機圖形學的主要學習內(nèi)容。圖形通常由點、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。從處理技術上來看，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)，也就是通常所說的真實感圖形。

   6人工智能與機器人(Artificial Intelligence and Robotics)

  主要包括機器意識(包括機器學習，知識表達與推論，機器人)，動態(tài)系統(tǒng)模擬，動力學計算，觸覺控制(haptic
control)自然語言習得與處理，計算語言學，統(tǒng)計語言技術，自動推理，圖形圖像，人機交互，成像感知與傳感器，概率推論，神經(jīng)估算，計算機視覺，視覺場景認知，模式識別，人工免疫，神經(jīng)網(wǎng)絡，遺傳算法，小波分析，信息系統(tǒng)以及計劃，信息提取，制造和控制理論等。

   7科學計算(Scientific Computing)

  科學計算，又稱為計算科學，它的主要學習內(nèi)容和研究領域是利用數(shù)學模型的構(gòu)造以及數(shù)量分析的技術，通過計算機來分析和解決科學問題。在實際的應用中，科學計算經(jīng)常用于計算機仿真以及其它各種問題的數(shù)學計算，包括數(shù)值模擬、模型擬合與數(shù)據(jù)分析以及最優(yōu)化計算等等。數(shù)值分析(Numerical
analysis)，是科學計算專業(yè)方向中所會應用到的核心方法。

   8數(shù)據(jù)庫(Database)

  與數(shù)據(jù)管理相關的所有方面，包括數(shù)據(jù)存儲，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，為各種新型的應用領域建立大型的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，也有與其他領域進行跨學科的研究，可應用的領域有電腦游戲設計，數(shù)據(jù)隱私與安全等。

   9軟件工程(Software Engineering)

  軟件工程是一門研究用工程化方法構(gòu)建和維護有效的、實用的和高質(zhì)量的軟件的學科。它的目標是在時間、資源、人員這3個主要限制條件下構(gòu)建滿足用戶需求的軟件系統(tǒng)，包括提高軟件質(zhì)量設計新的形式與結(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用性。軟件工程的關注點是如何為用戶創(chuàng)造價值。在學習內(nèi)容方面它涉及到程序設計語言、數(shù)據(jù)庫、軟件開發(fā)工具、系統(tǒng)平臺、標準、設計模式等方面。

  10系統(tǒng)與網(wǎng)絡(System and Network)

  計算機網(wǎng)絡是利用通信設備和線路將地理位置不同的、功能獨立的多個計算機系統(tǒng)連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡的硬件、軟件及資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。簡單的說即連接兩臺或多臺計算機進行通信的系統(tǒng)，此分支方向主要的學習內(nèi)容從網(wǎng)絡基礎理論，拓撲結(jié)構(gòu)，相關組成硬件，傳輸媒體(光導纖維，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，無線電波等無線傳輸)，到各種網(wǎng)絡協(xié)議等。

   11計算機視覺(Computer Vision)

  計算機視覺是一門研究如何使機器―看‖的科學，更進一步的說，就是指用攝影機和計算機代替人眼對目標進行識別、跟蹤和測量等機器視覺，并進一步做圖像處理，用計算機處理成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測的圖像。作為一個科學學科，計算機視覺研究相關的理論和技術，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)典的計算機視覺應用包括識別(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)、運動(圖像跟蹤：跟蹤運動的物體)、場景重建以及圖像恢復等等。

   12計算機體系結(jié)構(gòu)(Computer Architecture)

  計算機體系結(jié)構(gòu)主要學習與研究計算機的結(jié)構(gòu)和功能，以及它們在電子技術方面的應用。抽象來說，計算機體系結(jié)構(gòu)是一個系統(tǒng)在其所處環(huán)境中最高層次的概念;它確定了一臺計算機硬件和軟件之間的銜接。具體地說計算機體系結(jié)構(gòu)指的是計算機系統(tǒng)設計的觀念與架構(gòu)，描述計算機在實做的設計原則。它確定了一臺計算機設計的部件、部件功能以及部件間接口。以常見的馮·諾伊曼設計為例，體系結(jié)構(gòu)設計包括了：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)、異常機制、機器工作狀態(tài)的定義和切換、輸入輸出結(jié)構(gòu)等。

   13算法(Algorithm)

  廣義上面的算法是指為解決一個問題而采取的方法和步驟，而CS下的算法則是指計算機為了解決某一個問題或者完成某一個任務的一系列清晰的指令。一個算法的優(yōu)劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量?，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，研究相關的算法的設計方法與實現(xiàn)技術。

   14編程語言(Programming Language)

  包括開發(fā)新型編程語言以助程序員實用高效地開發(fā)可靠的軟件，計算機輔助語言學習，計算語言學，從初階的打字理論，自動定理證明，語義學等發(fā)展到如今的基于語言的途徑以解決計算機安全與分布式編程中的重大問題，語言應用，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。

留學申請專業(yè)CS、CV分別是什么？

留學申請專業(yè)CS，是Computer Science的縮寫，計算機科學專業(yè)。CV是Computer Vision的縮寫，計算機視覺專業(yè)。
Computer Science，計算機科學專業(yè)。一般的大學里面都設置有CS專業(yè)，它往往指系統(tǒng)性研究信息與計算的理論基礎以及它們在計算機系統(tǒng)中如何實現(xiàn)與應用的實用技術的科目。它通常被形容為對那些創(chuàng)造、描述以及轉(zhuǎn)換信息的算法處理的系統(tǒng)學習。Computer Vision，計算機視覺專業(yè)。在計算機專業(yè)比較熱門或者比較好的學校里面開設，它研究如何使人工系統(tǒng)從圖像或多維數(shù)據(jù)中“感知”的理論和技術，并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)。免費領取

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美國留學CS

留學美國申請美國大學計算機專業(yè)(CS)的學生非常多。美國大學CS專業(yè)的研究分支也非常多，不同分支對學生的要求也會不同，因此，學生們要根據(jù)自己的條件選擇適合自己的研究方向。本文主要對美國大學CS專業(yè)十三個分支方向做了詳細的闡述，主要是美國計算機專業(yè)課程方面的。
一、體系結(jié)構(gòu)、編譯器和并行計算 Architecture, Compilers and Parallel Computing【我要咨詢：專家答疑】
體系結(jié)構(gòu)和編譯器的研究主要集中在硬件設計，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，并行編譯器設計等。
二、系統(tǒng)與網(wǎng)絡 Systems and Networking
可細分為：
(1)網(wǎng)絡與分布式系統(tǒng)(Networking and distributed systems)：移動通信系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡協(xié)議(wireless protocols)，Ad-hoc網(wǎng)絡，服務質(zhì)量管理(Quality of Service management，QoS)，多媒體網(wǎng)絡，計算機對等聯(lián)網(wǎng)(peer-to-peer networking, P2P)，路由，網(wǎng)絡模擬，主動隊列管理(active queue management, AQM)和傳感器網(wǎng)絡(sensor networks)。
(2)操作系統(tǒng)(Operating system)：分布式資源管理，普適計算(ubiquitous computing/pervasive computing)環(huán)境管理，反射中間件(reflective middleware)，中間件元級操作系統(tǒng)(middleware “meta-operating systems”)，面向?qū)ο蟛僮飨到y(tǒng)設計，允許單個用戶與多計算機、對等操作系統(tǒng)服務交互的用戶設計，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(autonomic computing)，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，認證，驗證策略，QoS保證和拒絕服務保護，下一代電話通訊，操作系統(tǒng)虛擬化和認證，關鍵基礎設施系統(tǒng)，例如SCADA控制系統(tǒng)和醫(yī)療，消息系統(tǒng)，安全網(wǎng)關，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，控制設計和實時調(diào)度整合，實時、容錯和安全協(xié)議整合，網(wǎng)絡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)的設計與分析，以及計算復雜性的研究。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)絡設計(network design)，數(shù)據(jù)挖掘(data mining)，機器學習(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【我要咨詢：專家答疑】
這個領域包含廣泛的研究課題，包括知識表示，機器學習，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。
機器學習(machine learning)：自動學習如何識別復雜模式并基于數(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)：學習推理的計算模型。
機器人(robotics)：工程學和機器人技術，以及它們的設計，制造，應用和結(jié)構(gòu)配置。
五、編程語言 Programming Languages【我要咨詢：專家答疑】
該領域的研究包括計算機語言的設計與實現(xiàn)，其目標是同時提高開發(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【我要咨詢：專家答疑】
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。它在很多領域有廣泛的應用，例如市場營銷、監(jiān)測、入侵檢測和科學發(fā)現(xiàn)。數(shù)據(jù)挖掘和機器學習很相關，但是數(shù)據(jù)挖掘更關注實際應用。
(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、圖形學與多媒體 Graphics and Multimedia【我要咨詢：專家答疑】
圖形學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(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域的技術和理論。
八、人機交互 Human-Computer Interaction (HCI)【我要咨詢：專家答疑】
HCI主要研究人和計算機之間的交互。它通常被認為是計算機科學、行為科學、設計及其他相關領域研究的交叉學科。
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。
(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)同和學習(Collaboration and Learning)：基于模式的編輯工具(Pattern-based authoring tools)，ESL (English as a second language) 學習，群組協(xié)同技術(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)學成像(medical imaging)，手術仿真的虛擬環(huán)境(virtual environments for surgical simulation)，仿真渲染(vision realistic rendering)。
九、科學計算 Scientific Computing【我要咨詢：專家答疑】
科學計算主要是研究構(gòu)建數(shù)學模型(mathematical models)和數(shù)值解法(numerical solution)，并用計算機來分析和解決科學、社會科學以及工程問題。
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(Extended precision arithmetic)，可靠的浮點數(shù)標準(Reliable floating point standards)，浮點數(shù)標準的體系和執(zhí)行時間實現(xiàn)(Architectural and run time implications of floating point standards)，浮點數(shù)標準的編程語言實現(xiàn)。
(6)計算機代數(shù)(Computer Algebra)：符號數(shù)學計算方法。
十、信息安全 Security【我要咨詢：專家答疑】
課題包含：
(1)密碼學(Cryptology)
密碼學理論(cryptography theory)，新的密碼學系統(tǒng)開發(fā)(development of new cryp ographic systems)，密碼分析學(cryptanalysis)，協(xié)議開發(fā)，應用密碼學，量子計算(quantum computation)。
(2)隱私(Privacy)
無線傳感器網(wǎng)絡的隱私，RFID系統(tǒng)的隱私，數(shù)據(jù)庫的隱私問題，基于網(wǎng)絡的應用的隱私。
(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)
預防“網(wǎng)絡釣魚”和攻擊。
(5)網(wǎng)絡安全(Network security)
網(wǎng)絡安全檢測(network security monitoring)和入侵防御(intrusion prevention)。
十一、軟件工程 Software Engineering【我要咨詢：專家答疑】
主要研究開發(fā)大規(guī)模軟件系統(tǒng)的原理和技術。
十二、生物信息學和計算生物學 Bioinformatics and Computational Biology【我要咨詢：專家答疑】
研究高效魯棒的生物計算模擬算法，以及應用數(shù)據(jù)挖掘，機器學習，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(Bioinformatics)
比較基因組學(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(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(Synthetic biology)，Computational systems biology，細胞信號傳導通路，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)學系統(tǒng)(Biomedical systems)
傳感器，健康服務系統(tǒng)，生理模型，醫(yī)學圖像和生物圖像分析。

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