計算機科學(xué) CS專業(yè)有哪些分支？
2023-09-27 15:18:36 來源：中國教育在線
近年來，越來越多的中國學(xué)子選擇留學(xué)，那其中計算機科學(xué) CS專業(yè)有哪些分支？？本文則針對這個問題，為大家整理了資料，接下來咱們就一起往下了解吧。
有時人們會誤以為，計算機科學(xué)就是解決計算機問題的事業(yè)（比如信息技術(shù)），或者只是與使用計算機的經(jīng)驗有關(guān)，如玩游戲、上網(wǎng)或者文字處理。其實計算機科學(xué)所關(guān)注的，不僅僅是去理解實現(xiàn)類似游戲、瀏覽器這些軟件的程序性質(zhì)，更要通過現(xiàn)有的知識，創(chuàng)造新的程序或者改進(jìn)已有的程序。
PART 1專業(yè)介紹
作為一個學(xué)科，計算機科學(xué)涵蓋了從算法的理論研究和計算的極限，到如何通過硬件和軟件實現(xiàn)計算系統(tǒng)。
CSAB（Computing Sciences Accreditation Board）由ACM（Association for Computing Machinery）和IEEE-CS（IEEE Computer Society）的代表組成，確立了計算機科學(xué)的4個主要領(lǐng)域：
計算理論；
算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
編程方法與編程語言；
計算機元素與架構(gòu)。
CSAB還確立了其它一些重要領(lǐng)域，如軟件工程、人工智能、計算機網(wǎng)絡(luò)與通信、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、并行計算、分布式計算、人機交互、機器翻譯、計算機圖形學(xué)、操作系統(tǒng)、以及數(shù)值和符號計算。本文將會選取比較常見的分支進(jìn)行介紹。
PART 2專業(yè)分支
人工智能Artificial Intelligence
人工智能是計算機科學(xué)的一個分支，它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的，能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器。該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能實際上需要不同的學(xué)科知識，如心理學(xué)、哲學(xué)、計算機科學(xué)等等。而它與計算機科學(xué)聯(lián)系最緊密的實現(xiàn)方式就是機器學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)和強化學(xué)習(xí)。
機器學(xué)習(xí)是一門多領(lǐng)域交叉學(xué)科，涉及概率論、統(tǒng)計學(xué)、逼近論、凸分析、算法復(fù)雜度理論等多門學(xué)科（與數(shù)學(xué)，統(tǒng)計的關(guān)聯(lián)十分緊密）。專門研究計算機怎樣模擬或?qū)崿F(xiàn)人類的學(xué)習(xí)行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結(jié)構(gòu)，使之不斷改善自身的性能。它也是人工智能核心，是使計算機具有智能的根本途徑，也是目前人工智能應(yīng)用中最廣泛被應(yīng)用的算法。
人工智能與機器學(xué)習(xí)的聯(lián)系
算法與理論Algorithm and Theory
計算機算法與理論是研究更高效的算法和協(xié)議，強調(diào)學(xué)習(xí)許多20世紀(jì)的發(fā)明，如密碼學(xué)、計算生物學(xué)、機器學(xué)習(xí)、量子計算等先進(jìn)算法和理論。算法可以簡單的理解為，學(xué)習(xí)計算機之前的數(shù)學(xué)、統(tǒng)計理論基礎(chǔ)，或者說是編程之前的想法草稿，同時也是幫助節(jié)省程序運行時間和復(fù)雜程度的重要工具。
數(shù)據(jù)科學(xué)Data Science
由于互聯(lián)網(wǎng)和社交媒體的興起，數(shù)據(jù)量空前龐大，而獲取數(shù)據(jù)的設(shè)備也越來越多。管理和分析“大數(shù)據(jù)”需要全新的技術(shù)和系統(tǒng)。除了通過常規(guī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)外，還要增強捕捉和關(guān)聯(lián)個人數(shù)據(jù)，保護(hù)安全和隱私問題的能力。
如今，有非常多的數(shù)據(jù)處理方式，都可以通過機器學(xué)習(xí)的方式實現(xiàn)。經(jīng)濟中的數(shù)據(jù)處理就是計量經(jīng)濟學(xué)，金融中的數(shù)據(jù)處理就是金融工程，風(fēng)險控制。同時機器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)科學(xué)也相互依賴相互成長，機器需要通過大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和改進(jìn)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。
為了去處理數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)，我們有了云計算-分布式計算的一種，指的是通過網(wǎng)絡(luò)“云”將巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序，然后通過多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)，處理和分析這些小程序，得到結(jié)果并返回給用戶。
amazon云計算服務(wù)
為了去加密數(shù)據(jù)并且去中心化，我們就有了區(qū)塊鏈-去中心化協(xié)議，能安全地存儲比特幣交易或其它數(shù)據(jù)，信息不可偽造和篡改，可以自動執(zhí)行智能合約，無需任何中心化機構(gòu)的審核。
區(qū)塊鏈應(yīng)用-數(shù)字貨幣
計算機圖形學(xué)Computer Graphics
計算機圖形學(xué)主要研究如何在計算機中表示圖形，以及利用計算機進(jìn)行圖形的計算，處理和顯示的相關(guān)原理與算法。除這些以外，還會研究如何科學(xué)可視化，基于物理渲染，動畫制作，計算機輔助幾何設(shè)計，快速成型，計算機輔助角膜建模和可視化，醫(yī)學(xué)成像等等。相較于藝術(shù)類的動畫制作而言，計算機圖形學(xué)更注重算法及理論的學(xué)習(xí)。
計算機圖形保存示例
計算機視覺Computer Vision
計算機圖形學(xué)是計算機如何表示、計算、處理和顯示圖形。而計算機視覺就是機器如何像人眼一樣，去看和識別圖形或視頻。也可以看作是研究如何使人工系統(tǒng)從圖像或多維數(shù)據(jù)中“感知”的科學(xué)。
計算機視覺的最終研究目標(biāo)，就是使計算機能像人那樣通過視覺觀察和理解世界，具有自主適應(yīng)環(huán)境的能力。計算機視覺的應(yīng)用范圍十分廣泛，包括工業(yè)機器人的控制過程，自動駕駛，醫(yī)學(xué)圖像分析系統(tǒng)或地形模型，人機交互，面部識別等等。
工業(yè)視覺
自然語言處理Natural Language Processing
自然語言處理作為計算機科學(xué)和人工智能的一個非常熱門的深入研究方向，推動著語言智能的持續(xù)發(fā)展和突破，并越來越多地應(yīng)用于各個行業(yè)。自然語言處理是一門融語言學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)于一體的科學(xué)。主要應(yīng)用于機器翻譯、輿情監(jiān)測、自動摘要、觀點提取、文本分類、問題回答、文本語義對比、語音識別等方面。
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人機交互Human-Computer Interaction
人機交互技術(shù)是指通過計算機輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實現(xiàn)人與計算機對話的技術(shù)。人機交互技術(shù)包括機器通過輸出或顯示設(shè)備給人提供大量有關(guān)信息及提示請示等，人通過輸入設(shè)備給機器輸入有關(guān)信息，回答問題及提示請示等。
人機交互技術(shù)是計算機用戶界面設(shè)計中的重要內(nèi)容之一。常見的語音識別系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實，遙控機器人都屬于人機交互的研究范疇。
人機交互-VR游戲
計算生物學(xué)Computational Biology
生物系統(tǒng)與計算生物學(xué)越來越依賴計算機科學(xué)和電子工程的算法和工具。生物數(shù)據(jù)包括多品種的基因組數(shù)據(jù)，多態(tài)變體的數(shù)據(jù)庫，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和RNA結(jié)構(gòu)，基因數(shù)據(jù)庫，實驗生物化學(xué)測量數(shù)據(jù)和生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)。
對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)、操縱和整合，需要計算機科學(xué)的技術(shù)，如數(shù)據(jù)庫，算法，人工智能，圖形，信號處理和圖像處理，因而生物系統(tǒng)也被稱為生物信息學(xué)。
計算生物學(xué)中的網(wǎng)絡(luò)傳播
PART 3專業(yè)強校推薦
United Stated News & Word Report（U.S.News）是美國一家發(fā)布新聞、消費者建議、世界名校排名和分析的媒體公司，US官網(wǎng)排名參考學(xué)術(shù)研究聲譽、學(xué)術(shù)出版物和論文引用數(shù)量等因素。
那么以上就是關(guān)于計算機科學(xué) CS專業(yè)有哪些分支？的相關(guān)內(nèi)容啦，以上內(nèi)容作為參考分享給大家，希望能幫助到有需要的同學(xué)，如果還有更多想要了解的內(nèi)容可以關(guān)注本平臺繼續(xù)瀏覽。
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