计算机专业研究报告学校安全Word文档格式.docx
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的知识，专业排名前76的CS学校中有73所都开设了系统与网络研究方向，开设率达96%。
从已经在读的中国CS学生研究方向情况来看，这个方向也是最热门之一。
就业对口职位有
系统管理员，系统工程师，网络工程师等。
2、人工智能与机器人（ArtificialIntelligence
andRobotics）
学习和研究内容
主要包括机器意识（包括机器学习，知识表达与推论，机器人），动态系统模拟，动力学计
算，触觉控制（hapticcontrol）自然语言习得与处理，计算语言学，统计语言技术，自动推
理，图形图像，人机交互，成像感知与传感器，概率推论，神经估算，计算机视觉，视觉场
景认知，模式识别，人工免疫，神经网络，遗传算法，小波分析，信息系统以及计划，信息
提取，制造和控制理论等。
热门程度
人工智能和机器人在人类生产和生活过程中扮演越来越重要的角色，此方向的研究是非常热
门的，CS专业排名前76的学校有64所开设此研究方向，开设率85%。
应用领域包含生物
信息学，人脑与电脑交互，计算机系统与网络，股票/外汇预测，时间序列预测，数据挖掘，
专家系统，机器人相关的制造，控制理论与调度，计算机视觉，语言与声音处理，信息检索
等。
而机器人方面，就业机构有如全球顶尖医用机器人制造商HansenMedical，招聘职位有
如机器人系统工程师等。
3、计算机隐私与安全（PrivacyandSecurity）
学习内容
概括地说，计算机安全主要是保护计算机与网络免于滥用和干扰。
从过去的历史看来，计算
机攻击一般来说包含了攻击系统的完整性，保密性与可用性。
而如今的信息安全技术一直在
发展中，不单包含了对上述攻击的防御，同时也增加了更多的应用，如垃圾邮件，以及防止
身份盗用而导致的信息泄露等。
研究课题
理论与应用密码学，形式方法，软件安全，基于语言的安全，入侵探测，网络安全，安全网
络服务，安全与移动计算，移动密码，隐私政策，验证系统，安全与用户界面等。
CS专业排名前76的学校有57所开设此研究方向，开设率达到75%。
基于网络的庞大和复
杂性，计算机与信息隐私和安全已经是人人关注的问题。
根据最近出台的2009年中国信息
安全产品的市场研究年度报告显示，信息安全需求持续增加，安全市场增长空间持续扩大，
达到92.94亿元，比2008年增长17.2%，而最需要信息安全人才的合规的典型行业包括政
府，银行和证券，各种商业机构也都有迫切的人才需求。
从从业范围来看，计算机隐私与安
全已经从网络安全一枝独秀逐渐加入应用安全、数据安全和系统安全的全面支撑。
产品类型
更加多样，网络边界、内网、服务器、PC终端、移动介质、操作系统、数据库、应用软件
等软硬件系统防护体系全面推进，依靠防火墙、IDS和防病毒软件―老三样‖无法保障整体
安全，使得UTM、IPS、VPN、终端安全管理、安全审计等新兴安全产品及安全服务有了更
大的施展空间。
因此毕业生的就业前景是非常乐观的。
然而，由于信息安全的敏感度，此研
究方向在美国的招生更加偏向于有绿卡的本土人士，经过对排名前76的CS学校在校学生
研究分支初步的观察，极少有发现计算机信息隐私与安全在读博士研究生。
4、编程语言（ProgrammingLanguage）
包括开发新型编程语言以助程序员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。
现代编程语言研究，包括设计，句法学，编程语言分析，实施，编程环境工具与应用，如编
程时间与运行时间技术的研究以提高记忆系统性能，新型编程语言开发，静态分析法查找
java编程中的错误，开发语言工具和技术以规避软件缺陷，拓展现存语言的方法搭建，设计
虚拟机器以及编程技术以支持延展性等。
CS专业排名前76的学校有54所开设此研究方向，开设率达71%。
编程语言是CS的基础
老牌学科，其发展相对缓慢，研究上的努力大多数都体现在框架和工具等方面了，由于从头
开始写编程语言代价太大，目前很多新出现语言都是基于现有框架建立起来的，目前影响力
较大的趋势主要有三种，声明式编程风格（DSL与函数式编程），动态语言的研究以及并发
编程。
申请热门程度属中等，市场需求大，主要从事软件开发与应用等工作。
5、数据库（Database）
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。
新型数据库引擎与性能分析，网络搜索，多媒体与数据挖掘，分形学与幂次定律，随机数据
库，并行数据库系统，科学数据库，大型数据集开发与视觉化，数据流处理，基于传感器的
监控，数据库与网络，XML查询引擎，普适计算的数据管理，数据整合，网络数据库系统
与信息整合，数据挖掘，数据库性能等
CS专业排名前76的学校有50所开设此研究方向，开设率为66%。
数据库是商业的灵魂和
大脑，无论公司是自己开发应用软件还是购买第三方应用软件，几乎都会涉及到数据库，最
常见的职位如数据库管理员，主要工作内容涉及到数据库安装升级，涉及存储方案，创建存
储结构，创建数据库对象，根据反馈修改数据库结构，维护数据库安全，保证数据库使用符
合相关法规，监控用户对数据库的存取访问，优化数据库性能等。
6、计算机图形学（ComputerGraphics）
计算机图形学（ComputerGraphics，简称CG）是一种使用数学算法将二维或三维图形转化
为计算机显示器的栅格形式的科学。
如何在计算机中表示图形,以及如何利用计算机进行图
形的生成、处理和显示的相关原理与算法，构成了计算机图形学的主要学习内容。
图形通常
由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。
从处理技术上
来看，图形主要分为两类，一类是由线条组成的图形，如工程图、等高线地图、曲面的线框
图等，另一类是类似于照片的明暗图（Shading），也就是通常所说的真实感图形。
图形硬件，图形标准，图形交互技术，光栅图形生成算法，曲线曲面造型，实体造型，真实
感图形计算与现实算法，科学计算可视化，计算机动画，自然警务仿真，虚拟现实，图形恢
复，对称性探测，表层重塑，网眼编辑，面部造型，全球光照，
3D展示等。
目前，计算机图形学与计算机视觉化技术合作开发出令人瞩目的新型视像信息，开发出一系
列的技术如基于图像的场景模拟，基于图像的表现手法，计算视像，视像用户界面等。
CS专业排名前76的学校有48所开设，开设率达到63%。
主要应用方面如艺术设计方面（二
维三维的静止画，动画，从自由创作，服装设计，工业设计，电视广告，网页设计等），游
戏设计（游戏设计公司如任天堂，Sega，索尼等），动画与漫画。
上述领域都是计算机图形
学毕业生就业的最佳方向。
7、生物信息学与计算生物学（Bioinformatics
and
Computational
Biology）
人类基因工程的完成对现代生物学中的新型计算和理论工具提出了新的要求。
这些计算和理
论工具对于分析，理解和控制生命的具体信息都是至关重要的。
生物信息学与计算生物学在
此历史背景下应运而生。
此方向属新兴的研究，主要是利用应用数学，信息学，统计学与计
算机科学的方法来研究生物学的问题，因此也需要从事此方向学习和研究的学生有较强的数
学和统计背景。
目前来说研究方法包括对生物学数据的搜索（收集和筛选），处理（编辑，
整理，管理和显示）及利用（计算和模拟）。
将计算机科学中的方法，如数据挖掘，机器学习，数据处理，计算模型，计算机视觉，分析
工具，算法研究等用于生物系统中便于人类理解分子生物序列数据，分析蛋白质的形成，生
物功能预测，基因网络研究，细胞范围的计算等。
在此过程中，CS研究人员与生物研究人
员紧密合作。
将生物信息学与计算生物学之间的差别为：
生物信息学更侧重于生物学领域中
计算方法的使用和发展，而计算生物学强调应用信息学技术对生物学领域中的假说进行检
验，并尝试发展新的理论。
研究核酸结构与功能，分子进化，分子生物信息系统，健康信息学，计算种系遗传学，蛋白
质组学，药物设计，神经网络控制系统研究，分子生物信息系统，不同基因数据组整合挖掘、
序列对比，如DNA排列数据，mRNA表达数据，蛋白质组合光谱测定数据，蛋白质反应的
预测，蛋白质表达分析，建立进化论模型，比较基因组学，生物医学文献等
专业排名前76的CS学校中有47所学校开设生物信息学与计算生物学研究方向，开设率为
62%。
新兴的研究方向，较少中国学生申请和就读。
就业出路方面，主要是从事研究工作，
最直接的应用贡献领域有生物制药研发，如对药物靶标基因的发现和验证。
数据库技术可用
来获得不同组织在正常疾病状态下基因表达的差异，通过搜索这些数据库，可以得到候选基
因作为药物靶标，特异性地针对某一种病毒。
8、算法（Algorithm）
广义上面的算法是指为解决一个问题而采取的方法和步骤，而CS下的算法则是指计算机为
了解决某一个问题或者完成某一个任务的一系列清晰的指令。
一个算法的优劣可以用空间复
杂度与时间复杂度来衡量。
现代的算法理论主要的研究目的在于如何开发出更加效率的算
法，研究相关的算法的设计方法与实现技术。
数据结构，算法设计，算法分析，计算复杂度，随机算法，组合算法，量子算法，近似算法，
复杂性理论，编码理论，并行算法与语言，机器学习理论，密码学与安全，经济学的计算方
面，网络算法以及科学计算等等。
专业排名前76的CS学校中有46所学校开设算法研究方向，开设率达到60.5%。
这主要是
因为算法这一方向是CS专业领域下的最为基础的传统专业方向之一，它在计算机科学界与
计算机应用界都有着非常高的地位，这一点可以从一个著名的公式看出：
算法+数据结构=
程序。
在申请方面，相对于它的研究热度，算法方向的申请热度则可以说是比较冷清的中国学生
一般来说都比较少申请这一方向。
方向就业前景方面，由于算法是CS的一个基础方向，因此它的就业前景也可以涵盖CS的
各个领域，毕业生可以从事诸如编程人员、软件开发师、计算机前沿科技如机器人技术工程
师、自动化工程师、生物资讯科研人员、生物统计工作者等等工作。
9、计算机理论（ComputerTheory）
计算机理论，顾名思义，是为计算机科学的发展与研究提供理论基础的一门学科。
这个课程
的学习涉及到CS的核心课题，归纳起来涵盖了可计算性、文法与自动机、逻辑学、复杂性
及语义学等5个部分，涉及到可计算性理论、形式语言、逻辑学与自动演绎、可计算复杂性
和编程语言的语义等内容，并学习和研究这些内容之间的联系。
算法，算法学与复杂性理论，可计算性理论，自动机理论，形式语言理论，编程语言理论，
矩阵计算，计算几何学（包括孔斯曲面等，与计算机图形学交叉），定理证明，量子信息理
论，组合算法，并行编程，时间安排理论（Schedulingtheory），并行算法，形式化方法（formal
method），程序设计语言中的理论部分如语法语意以及程序设计语言的优劣分析等。
专业排名前76的CS学校中有45所学校开设计算机理论研究方向，开设率为59.2%。
它同
样是计算机科学的基础方向之一，有较高的研究热度。
由于其属于理论研究，因此申请此方
向的人并不多，毕业生的主要就业去向也更多地是在学术界或者科研机构。
10、科学计算（ScientificComputing）
科学计算，又称为计算科学，它的主要学习内容和研究领域是利用数学模型的构造以及数量
分析的技术，通过计算机来分析和解决科学问题。
在实际的应用中，科学计算经常用于计算
机仿真以及其它各种问题的数学计算，包括数值模拟、模型拟合与数据分析以及最优化计算
等等。
数值分析（Numericalanalysis），是科学计算专业方向中所会应用到的核心方法。
数值模型的建立，计算机模型的建立，查询与分析实验性与合成性数据，研究内容涉及到屋
里，应用数学，算法学，计算几何学，并行与分布式计算，数据库系统，图形学，信号处理，
计算机视觉等，研究课题有如为移动物体建模，域研究员和工程师这类终端用户紧密协助获
取反馈，开发分级存储器体系，高性能计算，普适计算，因特网计算，无线计算，并行计算
专业排名前76的CS学校中有42所学校开设科学计算研究方向，开设率55.3%。
随着科技
的发展，当代的科学家和工程师们比以往任何时候都依赖计算机建模与模拟来指导他们的实
验或设计工作，而支持这些活动的基础设施取决于安全高效可调整的数值算法。
科学计算在
此过程中发挥着至关重要的作用，这是这一方向在CS各大院校中广为研究的重要原因。
而
从这个角度出发我们也可以看到，该方向的毕业生最主要的就业前景在于学术研究以及工业
界的相关应用等等。
在申请方面，作为CS下属的一个分支方向，科学计算要求申请者需要
有较强的数值线性代数，优化，偏微分方程等数学基础，因为申请者应当注重自己数学能力
的提高。
11、软件工程（SoftwareEngineering）
软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。
它的
目标是在时间、资源、人员这3个主要限制条件下构建满足用户需求的软件系统，包括提高
软件质量设计新的形式与结构、开发新的科技以降低软件系统的成本、提高软件的正确性与
实用性。
软件工程的关注点是如何为用户创造价值。
在学习内容方面它涉及到程序设计语言、
数据库、软件开发工具、系统平台、标准、设计模式等方面。
需求工程，软件设计与演变，软件测试与分析，
软件维护（重复维护对软件维护的影响研
究；
开源软件维护如Linux,GCC等；
实验验证面向对象是否有助于提高可维护性，耦合对
维护性的影响等），嵌入式系统，软件评审与测试等，包括软件开发的质量检测，性能测试、
功能测试等。
在现代社会中，软件工程有着极为广泛的应用面。
典型的软件包括电子邮件、嵌入式系统、
人机界面、办公包、操作系统、编译器、数据库、游戏等等。
同时，各个行业几乎都有计算
机软件的应用，比如工业、农业、银行、航空、政府部门等。
这些应用反过来也促进了软件
工程这个专业方向的发展。
在CS专业排名前76的学校中开设软件工程方向研究的有42间
学校，开设率为55.3%；
就业前景方面，上述的各行各业的应用都是需要软件工程人才的地方，就业前景非常广阔。
而这个方向的培养目标主要是培养出专业的软件工程师，包括系统分析员、软件设计师、系
统架构师、程序员、软件质量测试员等等；
在申请方面，软件工程是中国学生申请CS专业的最为热门的专业方向之一，这也是这个方
向的广阔就业前景与极大的市场需求的体现。
对于希望学习这个专业方向的申请者来说，首
先必须要掌握一门程序设计语言，最好是C++，然后需要修读离散数学、数据结构、算法分
析、面向对象程序设计、现代操作系统、数据库原理与实现技术、编译原理、软件工程、软
件项目管理、计算机安全等课程来打下知识理论基础。
再者，该方向对于数学的要求比较高，
也需要比较好的想象力。
此外，学校方面对于申请者的工作或者实习背景有一定的偏好，因
此申请这个方向最好就具备有一定的工作经验，对于申请会有较大的帮助。
12、计算机视觉（ComputerVision）
计算机视觉是一门研究如何使机器―看‖的科学，更进一步的说，就是指用摄影机和计算机
代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图像处理，用计算机处理成
为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。
作为一个科学学科，计算机视觉研究相关的理
论和技术，试图建立能够从图像或者多维数据中获取―信息‖的人工智能系统。
比较经典的
计算机视觉应用包括识别（如在巨大的图像集合或视频中寻找包含指定内容的所有图片或视
频片段）、运动（图像跟踪：
跟踪运动的物体）、场景重建以及图像恢复等等。
图像处理，计算几何学，几何建模，计算机图像动画，数据分析，视觉化以及计算数学，高
效强健2D/3D/4D图像与几何过滤的设计与开发，重建，压缩，匹配，图像分割，识别，跟
踪和齿合算法，视觉伤害对策等等。
CS领域对于计算机视觉的研究可以追溯到更早的时候，但是从20世纪70年代后当计算机
发展到能够处理诸如图像这样的大规模数据时，这一方向才得到了正式的发展。
而踏入了
21世纪，该方向已经成为了CS领域最为热门以及最有活力的研究领域之一。
有这样一个说
法——21世纪，是对video图像进行理解的世纪——这就是对计算机视觉当前的火爆发展的
最好概括。
在开设热度方面，专业排名前76的CS学校中有41所学校开设此方向，开设率
为53.9%；
就业前景方面，计算机视觉的优势在于其应用非常广泛。
常用的领域包括游戏设计、
生物或生物医学研究模型分析、生活中的应用如视像技术进行野外火警探测、生态研究中用计算机
视觉的方法来进行珊瑚礁分析以反映全球生态问题等等。
这些应用相应地为该方向专业人才
提供了大量的就业机会；
在申请方面，虽然总的来说中国学生申请这个方向的人数不多，但是按照当前的研究热度，
已经有越来越多的申请者开始关注起这个方向。
我们有理由可以预计这个方向的申请者将会
呈现逐步上升的趋势。
对申请者来说，需要注意多参与相关的项目研究，积累一定的研究经
验，才能具备一定的竞争力。
13、计算机体系结构（ComputerArchitecture）
计算机体系结构主要学习与研究计算机的结构和功能，以及它们在电子技术方面的应用。
抽
象来说，计算机体系结构是一个系统在其所处环境中最高层次的概念；
它确定了一台计算机
硬件和软件之间的衔接。
具体地说计算机体系结构指的是计算机系统设计的观念与架构，描
述计算机在实做的设计原则。
它确定了一台计算机设计的部件、部件功能以及部件间接口。
以常见的冯·
诺伊曼设计为例，体系结构设计包括了：
指令集、微体系结构、数据表示、寻
址方式、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。
计算机架构，并行计算机架构，新型计算技术（自省式计算），量子计算架构，新一代DSP
架构，自动遗传代码平行化，安全硬件，嵌入式系统，安全的分布式系统，低能计算，网络
与安全处理器，为系统安全与可靠性提供的架构支持等。
计算机体系结构是CS专业领域的一个非常基础、非常重要的专业方向，它的发展贯穿了计
算机设计与开发的全过程。
从最早期的计算机、第一代计算机、第二代计算机到目前广为应
用的个人电脑，以及未来的新型计算机，计算机体系结构的研究都起到了非常重要的作用。
目前，专业排名前76的CS学校中有32所学校开设此方向，开设率为42.1%。
虽然研究的
热度并没有其它的CS专业方向来得热，但是它依然会为计算机的不断发展打下基础。
就业方面，该方向的毕业生也能够有不错的就业前景，可以加入一些大型的计算机、电子产
品以及其它高科技产品企业参加生产与研发的相关工作，就业市场对这一部分的专业人才有
着非常大的需求。
在申请方面，该方向并非中国学生申请CS的热门方向，但对于申请者来说，如果要申请此
方向，则在积累足够的软件知识的同时，也要注意计算机硬件知识水平的提高。
14、人机交互（HumanComputerInteraction）
人机交互，简称HCI，是一门研究人、计算机以及它们之间的相互影响的学科。
人机交互技
术是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。
它包括机器
通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关
信息，回答问题等。
人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。
它与认知学、
人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。
新型信息视觉化，上下文感知系统，感知界面，合作与学习，验光与人类视觉仿真，电子图
书馆用户界面设计，移动设备与电子文档，可缩放用户界面，儿童用户设计技术，用户界面
评估工具开发与涉及，人机交互算法研究，3D图像交互技术，多媒体创作与设计工具等等。
HCI总的来说并不是当今CS专业
升级会员 