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        美國研究生計算機科學專業分類及就業前景

        2019-09-24 09:58:00
        兆龍留學
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        一直以來,計算機都是美國留學最為熱門的專業之一,尤其是隨著互聯網的發展,申請美國大學計算機科學專業的人數更是在持續增加。那么,美國的計算機科學專業有哪些申請方向,就業前景如何呢?下面,兆龍留學為大家介紹一下美國研究生計算機科學專業分類及就業前景。

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        一、 美國計算機科學專業介紹

        美國計算機專業的研究領域極為廣闊,美國的各大高校的計算機系的研究方向也有較大的不同。下面兆龍留學劉老師對美國計算機專業的相關熱門申請方向逐一介紹一下。

        1、系統與網絡(System and Network)

        學習內容

        計算機網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連接起來,以功能完善的網絡軟件實現網絡的硬件、軟件及資源共享和信息傳遞的系統。簡單的說即連接兩臺或多臺計算機進行通信的系統,此分支方向主要的學習內容從網絡基礎理論,拓撲結構,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),到各種網絡協議等。

        研究課題

        系統與網絡的研究課題包含移動系統,無線協議,ad-hoc 網絡,服務管理質量,多媒體網絡,p2p網絡,路由,網絡模擬,活性序列管理,傳感器網絡,分布源管理,普適計算環境管理,反射中介軟件,面向對象操作系統設計,P2操作系統服務,數據庫系統支持,通訊協議,開源實時系統,容錯和保密協議,魯棒動態實時架構等。

        網絡方面的研究課題包含了網絡協議和安全服務的整個開發周期,從設計到具體細節,驗證,測試,性能分析,執行以及性能調整等。具體有因特測量和測量協議設計,新一代網絡與協議架構,自我管理無線網絡,網絡協議設計, P2P網絡協議設計,協議規范與驗證,網絡安全服務,分享型網絡擁堵探測與因特網擁堵控制,網絡與操作系統支持,排列網絡模型與計算算法,多路介入的自適應備值算法等。

        熱門程度

        從學習內容可以看出系統與網絡是一個CS下比較傳統的專業方向,從計算機系統開始建立之初已經開始了研究,并且應用范圍也很廣,但凡涉及到計算機聯機的地方都有用到這一塊的知識,專業排名前50的CS學校中96%都開設了系統與網絡研究方向。從已經在讀的中國CS學生研究方向情況來看,這個方向也是最熱門之一。就業對口職位有系統管理員,系統工程師,網絡工程師等。

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

        學習內容和研究課題

        主要包括機器意識(包括機器學習,知識表達與推論,機器人),動態系統模擬,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,神經估算,計算機視覺,視覺場景認知,模式識別,人工免疫,神經網絡,遺傳算法,小波分析,信息系統以及計劃,信息提取,制造和控制理論等。

        熱門程度

        人工智能和機器人在人類生產和生活過程中扮演越來越重要的角色,此方向的研究是非常熱門的,CS專業排名前50的學校有85%開設此研究方向。應用領域包含生物信息學,人腦與電腦交互,計算機系統與網絡,股票/外匯預測,時間序列預測,數據挖掘,專家系統,機器人相關的制造,控制理論與調度,計算機視覺,語言與聲音處理,信息檢索等。而機器人方面,就業機構有如全球頂尖醫用機器人制造商Hansen Medical,招聘職位有如機器人系統工程師等。

        3、計算機隱私與安全(Privacy and Security)

        學習內容

        概括地說,計算機安全主要是保護計算機與網絡免于濫用和干擾。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。

        研究課題

        理論與應用密碼學,形式方法,軟件安全,基于語言的安全,入侵探測,網絡安全,安全網絡服務,安全與移動計算,移動密碼,隱私政策,驗證系統,安全與用戶界面等。

        熱門程度

        CS專業排名前50的學校有75%開設此研究方向。基于網絡的龐大和復雜性,計算機與信息隱私和安全已經是人人關注的問題。根據最近出臺的中國信息安全產品的市場研究年度報告顯示,信息安全需求持續增加,安全市場增長空間持續擴大,而最需要信息安全人才的合規的典型行業包括政府,銀行和證券,各種商業機構也都有迫切的人才需求。從從業范圍來看,計算機隱私與安全已經從網絡安全一枝獨秀逐漸加入應用安全、數據安全和系統安全的全面支撐。產品類型更加多樣,網絡邊界、內網、服務器、PC終端、移動介質、操作系統、數據庫、應用軟件等軟硬件系統防護體系全面推進,依靠防火墻、IDS和防病毒軟件―老三樣‖無法保障整體安全,使得UTM、IPS、VPN、終端安全管理、安全審計等新興安全產品及安全服務有了更大的施展空間。因此畢業生的就業前景是非常樂觀的。然而,由于信息安全的敏感度,此研究方向在美國的招生更加偏向于有綠卡的本土人士,經過對排名前76的CS學校在校學生研究分支初步的觀察,極少有發現計算機信息隱私與安全在讀博士研究生。

        4、數據庫(Database)

        學習內容

        與數據管理相關的所有方面,包括數據存儲,數據檢索,數據分析和視覺化,如為超大型數據組開發高效算法,為各種新型的應用領域建立大型的數據系統,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,數據隱私與安全等。

        研究課題

        新型數據庫引擎與性能分析,網絡搜索,多媒體與數據挖掘,分形學與冪次定律,隨機數據庫,并行數據庫系統,科學數據庫,大型數據集開發與視覺化,數據流處理,基于傳感器的監控,數據庫與網絡,XML查詢引擎,普適計算的數據管理,數據整合,網絡數據庫系統與信息整合,數據挖掘,數據庫性能等

        熱門程度

        CS專業排名前50的學校有66%開設此研究方向,開設率為66%。數據庫是商業的靈魂和大腦,無論公司是自己開發應用軟件還是購買第三方應用軟件,幾乎都會涉及到數據庫,最常見的職位如數據庫管理員,主要工作內容涉及到數據庫安裝升級,涉及存儲方案,創建存儲結構,創建數據庫對象,根據反饋修改數據庫結構,維護數據庫安全,保證數據庫使用符合相關法規,監控用戶對數據庫的存取訪問,優化數據庫性能等。

        5、計算機圖形學(Computer Graphics)

        學習內容

        計算機圖形學(Computer Graphics,簡稱CG)是一種使用數學算法將二維或三維圖形轉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,構成了計算機圖形學的主要學習內容。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。

        研究課題

        圖形硬件,圖形標準,圖形交互技術,光柵圖形生成算法,曲線曲面造型,實體造型,真實感圖形計算與現實算法,科學計算可視化,計算機動畫,自然警務仿真,虛擬現實,圖形恢復,對稱性探測,表層重塑,網眼編輯,面部造型,全球光照,3D展示等。

        目前,計算機圖形學與計算機視覺化技術合作開發出令人矚目的新型視像信息,開發出一系列的技術如基于圖像的場景模擬,基于圖像的表現手法,計算視像,視像用戶界面等。

        熱門程度

        CS專業排名前50的學校有63%開設此方向。主要應用方面如藝術設計方面(二維三維的靜止畫,動畫,從自由創作,服裝設計,工業設計,電視廣告,網頁設計等),游戲設計(游戲設計公司如任天堂,Sega,索尼等),動畫與漫畫。上述領域都是計算機圖形學畢業生就業的最佳方向。

        6、計算機視覺(Computer Vision)

        學習內容

        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據中獲取―信息‖的人工智能系統。比較經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。

        研究課題

        圖像處理,計算幾何學,幾何建模,計算機圖像動畫,數據分析,視覺化以及計算數學,高效強健2D/3D/4D圖像與幾何過濾的設計與開發,重建,壓縮,匹配,圖像分割,識別,跟蹤和齒合算法,視覺傷害對策等等。

        熱門程度

        CS領域對于計算機視覺的研究可以追溯到更早的時候,但是從20世紀70年代后當計算機發展到能夠處理諸如圖像這樣的大規模數據時,這一方向才得到了正式的發展。而踏入了21世紀,該方向已經成為了CS領域最為熱門以及最有活力的研究領域之一。有這樣一個說法——21世紀,是對video圖像進行理解的世紀——這就是對計算機視覺當前的火爆發展的最好概括。在開設熱度方面,專業排名前50的CS學校中有28所學校開設此方向,開設率為56.0%;

        就業前景方面,計算機視覺的優勢在于其應用非常廣泛。常用的領域包括游戲設計、生物或生物醫學研究模型分析、生活中的應用如視像技術進行野外火警探測、生態研究中用計算機視覺的方法來進行珊瑚礁分析以反映全球生態問題等等。這些應用相應地為該方向專業人才提供了大量的就業機會;

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        二、專業就業前景分析

        1、薪酬水平

        CS專業,毫不夸張地說,是美國就業前景最好的前三個專業之一。該專業的畢業生的薪酬水平非常高,而且近些年以來呈不斷增加的趨勢。根據美國大學與雇主協會(National Association of Colleges and Employers)2015年春季的薪資調查,計算機科學的本科生畢業后平均起薪為75,456美元。

        根據美國勞工統計局的數據,計算機與信息科學家的中等年收入水平是97,970美元。年薪收入處于中間50%的薪資是75,340——124,370美元,收入最低的10%也有57,480美元,而最高的10%則能達到151,250美元的年薪。當然不同職位的薪資略有不同,勞工統計局2016年5月的數據顯示,軟件開發人員的平均年薪是97,890美元,計算機系統分析師的平均年薪則為84,350美元,程序員的平均年薪是79,010美元。

        從這些數據的對比我們可以看到CS畢業生在就業市場上是非常受歡迎的,即使在經濟危機的背景下仍然能夠保持一定額度的增長,這樣的薪酬水平對于相關從業者來說具有非常大的吸引力。

        2、就業范圍

        CS的就業范圍非常廣泛,由于計算機與信息技術現在已經廣泛地應用于各行各業,因此CS專業人才同樣地可以在各行各業找到就業機會。

        美國對于CS專業人才需求最大的地區包括了加州、紐約、德州、伊利諾伊州、佛羅里達州、賓州、佐治亞州和華盛頓州等等。具體到城市的話就是紐約、芝加哥、西雅圖、洛杉磯、華盛頓、達拉斯、亞特蘭大、費城、休斯頓和波士頓。CS行業年收入最高的地區包括華盛頓、加州、麻省、哥倫比亞特區、新墨西哥、新澤西、科羅拉多和康涅狄格。

        其中紐約地區對于CS人才的需求可以從一個側面代表了該專業人才的就業范圍的廣泛性。我們都知道紐約是世界金融中心,她并沒有像硅谷那么專注和突出的計算機高科技產業,但是這座大城市對于CS人才還是有極大的需求的。

        可以看到,即使是金融業、傳媒業也能夠為CS人才提供很多的就業機會,這體現了這個專業的就業廣泛性。具體的職業包括:技術支持工程師,軟件工程師,應用程序員,硬件或電路工程師,技術文檔工程師,數據庫管理員,管理信息系統開發/設計/管理者,系統管理員,信息安全專家,計算機產品生產者,用戶界面開發/設計者,網頁開發工程師,網絡管理員等等。

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