专业解读|计算机专业

  随着互联网浪潮的到来,计算机科学(Computer Science,简称CS)专业毕业生越来越吃香,高薪、就业率高俨然是CS专业最好的金字招牌。计算机科学专业也因此越来越受到留学生的追捧,每年的申请人数居高不下。

  据《2021中国学生研究生留学白皮书》报告显示,2018-2021历年全球硕士留学申请专业排位中,计算机类专业、 金融、教育学始终占据前三位置。而计算机类专业申请人数在2021年已经超过金融专业,计算机科学(CS)跃升第一,热度已超过商科专业,成为第一大热门留学专业。

  

  美国作为互联网的发源地,拥有世界领先的互联网技术。因此,美国大学的CS专业也成为广大学子向往的学科殿堂。

  在美国,计算机专业属于STEM项目专业,是受到美国教育部扶持和鼓励的项目,在学习、竞争、就业等各方面都有足够的优势。

  计算机科学是系统性研究信息与计算的理论基础以及它们在计算机系统中如何实现与应用的实用技术的学科。它通常被形容为对那些创造、描述以及转换信息的算法处理的系统研究。

  计算机科学包含很多分支领域,有些强调特定结果的计算,有些是探讨计算问题的性质,有些专注于怎样实现计算,有些专注于怎样使计算机和计算变得有用、好用,以及随时随地为人所用。

  01 编程语言 Programming Languages

  包括开发新型编程语言以实用高效地开发可靠的软件,计算机辅助语言学习,计算语言学,从初阶的打字理论,自动定理证明,语义学等发展到如今的基于语言的途径以解决计算机安全与分布式编程中的重大问题,语言应用,编程分析与优化等,可以从根本上提高软件可靠性与安全性。包含如下一些课题:

  (1)程序语言设计和实现(Programming Language Design and Implementation):编译器优化(Compiler optimization),语义(Semantics),即时编译器(JIT complier),域特定语言(DSL:Domain-specific languages)。

  (2)编程环境和工具(Programming Environments and Tools):监控(Monitoring),程序员搜索引擎(Programmer search engines),基于模型的设计(Model-based design)。

  (3)程序分析和验证(Program Analysis and Verification):模型检测(Model checking),静态和动态分析(Static and dynamic analysis),定理证明(Theorem proving),实时系统的任务调度分析(Schedulability analysis for real-time systems)。

  

  02 数据库与信息系统 Database and Information Systems

  与数据管理相关的所有方面,包括数据存储,数据检索,数据分析和视觉化,如为超大型数据组开发高效算法,为各种新型的应用领域建立大型的数据系统,也有与其他领域进行跨学科的研究,可应用的领域有电脑游戏设计,数据隐私与安全等。包括以下研究内容:

  (1)数据库(Database):数据模型,数据查询、集成,各种数据库系统的设计、实现等。

  (2)数据挖掘(Data Mining):从数据中提取模式的处理过程。它在很多领域有广泛的应用,例如市场营销、监测、入侵检测和科学发现。数据挖掘和机器学习很相关,但是数据挖掘更关注实际应用。

  (3)信息检索(Information Retrieval):研究如何提取各种媒体(文本、音频、视频等,目前的研究以文本居多)中的信息,同时还搜索与之关联的数据库和万维网。

  (4)自然语言处理(Natural language processing):构建一种可以分析、理解和生成自然语言的计算机系统。研究课题包含自动摘要(automatic summarization),语篇分析(discourse analysis),机器翻译(machine translation),命名实体识别(named entity recognition),自然语言生成(natural language generation)和语音识别(speech recognition)等。

  03 图形学与多媒体 Graphics and Multimedia

  图形学的研究包含对自然景象的建模和动画生成(modeling and animation of natural phenomena),计算拓扑学(computational topology),图形硬件的使用(graphics hardware utilization),渲染(rendering),网格处理和简化(mesh processing and simplification),形状建模(shape modeling),曲面参数化(surface parameterization)和可视化处理(visibility processing)等。

  多媒体研究包括图像处理(image processing),视频处理(video processing),音频分析(audio analysis),文本检索和理解(text retrieval and understanding),数据挖掘和分析,以及数据融合(data fusion)。因为多媒体数据包含不同格式的数据(如文本,音频,视频),所以它的研究包含很多不同领域的技术和理论。

  

  答案就是它太有“钱景”了。英国媒体报道,计算机科学专业的薪酬在大学专业排名第二,仅次于金融专业。毕业生平均起薪约为4万英镑,折合人民币约为33万元。

  根据麦可斯-中国2021届大学毕业生培养质量跟踪评价的数据,可以看出在信息化时代下,互联网的快速发展,国内外人才需求量越来越大,计算机类和电子信息类专业的工资相对较高。本科毕业生月收入前十名的专业基本都来自这两个专业。

  就业前景

  根据三月份智联招聘上的数据来看,计算机类的毕业生可以进入的行业多达近60种,就业范围广。90多个专业中计算机类就业率稳居前五。在国外也不例外,几乎每个国家IT相关专业的毕业生薪资水平都远高于平均水平,是很不错的专业选择。

  市场需求

  计算机类专业高校扩招,毕业生近年快速增涨,用人单位对毕业生选择余地增加,对应聘者要求更高。当前大型IT互联网企业的结构升级正持续推进,所以对人才的需求更偏向于高端人才。若想维持自身在职场上的竞争力,还需要不断提升专业技能、逻辑思维能力以及自己的学历。

  电子信息类专业内容涉及软件和硬件,需要学校有优质教育和实验设备,以及师资队伍等,否则即使学生优秀,社会认可度低,就业时较难找到高质量就业岗位。因此选择优质的学校尤其重要。

  

  硕士学位有Master of Science理学硕士和Master of Engineer工学硕士;

  理学硕士学位,学制一般为2年,以授课为主,比较侧重学术,毕业后可选择就业或者继续攻读Ph.D博士学位;

  工学硕士学位,学制一般为1年或1年半,主要针对就业,更加侧重于实践,毕业后可以进入企业工作。

  计算机科学成绩要求美国部分学校是不接受雅思成绩的,因此建议准备托福和GRE。计算机专业对于托福的要求不算高,当然不同等级的学校要求也就不同;

  托福成绩要求:排名Top30的大学还是建议托福IBT达到100以上,单项要求建议不低于18,最好能上20;

  雅思成绩要求:雅思一般来说6.5以上,单项不低于6.0就可以了,排名靠前的学校建议分数达到7.0;

  GRE分数要求:至少要达到300,最好是达到320以上。(CS专业是不需要参加Sub考试,如果是其他专业转申计算机的,建议参加计算机的Sub考试。

  GPA成绩要求:至少要达到3.0/4.0制,这是申请者的最低要求。一般情况下,达到3.5/4.0,或者3.8/4.0会更容易申请到心仪的大学。

  另外除了学术成绩和语言成绩以外,计算机硕士申请还需要有相关的专业研究背景,建议提早准备积累研究经验、积极联系教授参与研究项目,或者尽可能多的参加数学竞赛。(国外教授最青睐的荣誉就是数模竞赛和数学竞赛,全国级甚至世界级的更好)

  计算机科学核心科目需求:

  计算机科学(CS)对于申请者的专业背景一般要求很高,并且核心科目也有很多。以下按照基础,核心和进阶三个类别排序了专业课,同学们可以根据以下的要求科目来查漏补缺。

  基础类:高等数学、数学分析、概率论、数理统计、线性代数、离散数学、大学物理、C语言

  核心类:操作系统、计算方法、计算机网络、数据结构与算法、计算机系统结构、软件工程、数据库、计算机汇编语言

  进阶类:模式识别、数字图像处理、数学建模、数据挖掘、多媒体技术、运筹

  

  美国大学计算机专业很受中国学生的青睐。美国可以称为是互联网方面的鼻祖,拥有了非常先进的互联网技术。

  每年都吸引了一大批中国学子赴美国留学入读计算机专业。针对学生申请的美国计算机专业方向,我们参考了近年来申请过的成功案例、国内外资讯网站上一些相关信息、维基百科上的计算机科学大类正文以及附录和相关链接以及排名较为前列的一些美国学校的硕士方向academicprogram设置,最后,我们认识到计算机专业的sub-field之间是不可能绝对没有互相重叠的,于是尽量按照申请方向给做一个分类,大概介绍每一类下面包含哪些内容。

  01 多媒体动漫方向

  这个专业包括了计算机图形学ComputerGraphics,主要研究图像的表达、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,也就离不开学多媒体,计算机图形学的同学。

  02 软件编程方向

  大体上分成软件设计、编程语言和软件测试。包括需求分析、结构设计、开发流程、生命周期等等相关内容全部在关注范围。计算机专业的基础学科如操作系统、数据结构和算法全部包含。

  此方向几乎属于CS内部第一大的方向了,录取名额很多,奖学金也有一些。问题的关键是,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。

  

  03计算机网络Networking

  这个范围可以说是非常的大。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背景的同学也都可以申请。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,可见这个范围达到什么程度,明明是个应用专业,却都快成了与EE,CS平起平坐了。中国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——若在美国就业,因受到公民身份等限制不少,回国形势还是不错的。

  04 计算机科学技术方向

  该方向包括了理论性非常强的计算机理论、计算机科学与工程计算ScientificComputing等。

  计算理论是完全偏向理论的学科,研究的不只是算法,更加重要的是算法的有效性和可行性。算法可行性,算法复杂度,密码学相关领域都是这个偏理论的方向的研究对象。本专业不太建议美国留学生申请,从各个渠道得来的消息都是这个专业不好找工作。这一点在美国和中国都是一样的,过于偏重理论和科技前沿探索的'专业方向往往工作比较难找。

  计算机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。

  

  05 人工智能与人机交互方向

  人工智能其实是很综合的学科,他的目的就是把人类的智能扩展到信息处理的机器的上。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,也有从主要招收PhD向Master转移的趋势。

  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。唯一需要注意的是AI的某些部分在美国也一定程度上应用于国防,所以如果自己要进入的program涉及此类就不推荐了。

  建议结合自己的条件与背景选择学校。学校的知名度当然重要,但不要作为选校的唯一决定因素,同时也要考虑研究专业方向和学校的研究领域是否吻合。

  除了生活成本和学费方面,还可以综合一下学校环境,地理位置以及就业情况等方面全面考虑;

  美国计算机专业排名比较好的学校都有哪些?除了耳熟能详的计算机四大:斯坦福,麻省理工,卡内基梅陇,加州伯克利。这四所计算机学科常年位居并列第一,还有很多计算机强校。

  

  以下是2023年usnews最新的计算机专业学科排名:

  #1 卡内基·梅隆大学

  #1 麻省理工学院

  #1 斯坦福大学

  #1 加州大学伯克利分校

  #5 康奈尔大学

  #5 佐治亚理工学院

  #5 普林斯顿大学

  #5 伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校

  #9 加州理工学院

  #9 华盛顿大学

  #11 德克萨斯大学奥斯汀分校

  #12 哥伦比亚大学

冒险片

  #12 哈佛大学

  #12 加州大学洛杉矶分校

  #12 密歇根大学安娜堡分校

  #16 约翰霍普金斯大学

  #16 加州大学圣地亚哥分校

  #16 普渡大学西拉法叶分校

  #16 马里兰大学帕克分校

  #16 宾夕法尼亚大学

  #16 威斯康辛大学麦迪逊分校

  #16 耶鲁大学

  #23 布朗大学

  #24 杜克大学

  #24 加州大学尔湾分校

  #24 芝加哥大学

  #24 北卡罗来纳大学教堂山分校

  #24 南加州大学

  #29 哈维穆德学院

  #29 西北大学

  #29 莱斯大学

  #29 加州大学戴维斯分校

  #29 加州大学圣塔芭芭拉分校

  #29 马萨诸塞大学阿默斯特分校

  #29 弗吉尼亚大学

  #29 弗吉尼亚理工大学

  每所学校的计算机课程以及方向都会有所不同,比如麻省理工在数学、科学和工学专业都非常强,CS专业以跨学科研究所闻名,要求学生在拥有一定计算机知识的基础上进行创新研究,计算机科学也是MIT学生最多选择的专业。

  斯坦福大学的计算机科学在计算机理论、硬件、软件、数据库和人工智能等各个领域都非常强。

  加州伯克利则是电气工程与计算机科学系(EECS)有着非常强的影响力,其CS专业更倾向于培养学生的宏观计算机思维能力。

  CMU的计算机科学学院是全美最大的计算机学院,CMU注重培养学生的思维和逻辑,其余的比如伊利诺伊香槟,华大西雅图,密歇根安娜堡,普渡大学,马里兰大学帕克分校的计算机都非常不错。

  如果想要申请计算机专业,家长和孩子一定要及早了解院校信息以及专业设置方向,并且尽早规划,因为随着疫情的影响慢慢消退,留学迅速升温,留学的人数也在迅速回温,其中计算机专业也是最火爆的专业,务必要好好准备!

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