美国研究生计算机科学专业分类及就业前景

2019-09-24 09:58:00
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一直以来,计算机都是美国留学最为热门的专业之一,尤其是随着互联网的发展,申请美国大学计算机科学专业的人数更是在持续增加。那么,美国的计算机科学专业有哪些申请方向,就业前景如何呢?下面,兆龙留学为大家介绍一下美国研究生计算机科学专业分类及就业前景。

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一、 美国计算机科学专业介绍

美国计算机专业的研究领域极为广阔,美国的各大高校的计算机系的研究方向也有较大的不同。下面兆龙留学刘老师对美国计算机专业的相关热门申请方向逐一介绍一下。

1、系统与网络(System and Network)

学习内容

计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来,以功能完善的网络软件实现网络的硬件、软件及资源共享和信息传递的系统。简单的说即连接两台或多台计算机进行通信的系统,此分支方向主要的学习内容从网络基础理论,拓扑结构,相关组成硬件,传输媒体(光导纤维,同轴电缆,双绞线的有线传输,卫星传输,红外线传输,激光传输,无线电波等无线传输),到各种网络协议等。

研究课题

系统与网络的研究课题包含移动系统,无线协议,ad-hoc 网络,服务管理质量,多媒体网络,p2p网络,路由,网络模拟,活性序列管理,传感器网络,分布源管理,普适计算环境管理,反射中介软件,面向对象操作系统设计,P2操作系统服务,数据库系统支持,通讯协议,开源实时系统,容错和保密协议,鲁棒动态实时架构等。

网络方面的研究课题包含了网络协议和安全服务的整个开发周期,从设计到具体细节,验证,测试,性能分析,执行以及性能调整等。具体有因特测量和测量协议设计,新一代网络与协议架构,自我管理无线网络,网络协议设计, P2P网络协议设计,协议规范与验证,网络安全服务,分享型网络拥堵探测与因特网拥堵控制,网络与操作系统支持,排列网络模型与计算算法,多路介入的自适应备值算法等。

热门程度

从学习内容可以看出系统与网络是一个CS下比较传统的专业方向,从计算机系统开始建立之初已经开始了研究,并且应用范围也很广,但凡涉及到计算机联机的地方都有用到这一块的知识,专业排名前50的CS学校中96%都开设了系统与网络研究方向。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(Artificial Intelligence and Robotics)

学习内容和研究课题

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(haptic control)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50的学校有85%开设此研究方向。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Hansen Medical,招聘职位有如机器人系统工程师等。

3、计算机隐私与安全(Privacy and Security)

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。

热门程度

CS专业排名前50的学校有75%开设此研究方向。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,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、数据库(Database)

学习内容

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。

研究课题

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

热门程度

CS专业排名前50的学校有66%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。

5、计算机图形学(Computer Graphics)

学习内容

计算机图形学(Computer Graphics,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。

研究课题

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。

热门程度

CS专业排名前50的学校有63%开设此方向。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。

6、计算机视觉(Computer Vision)

学习内容

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。

研究课题

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。

热门程度

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50的CS学校中有28所学校开设此方向,开设率为56.0%;

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;

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二、专业就业前景分析

1、薪酬水平

CS专业,毫不夸张地说,是美国就业前景最好的前三个专业之一。该专业的毕业生的薪酬水平非常高,而且近些年以来呈不断增加的趋势。根据美国大学与雇主协会(National Association of Colleges and Employers)2015年春季的薪资调查,计算机科学的本科生毕业后平均起薪为75,456美元。

根据美国劳工统计局的数据,计算机与信息科学家的中等年收入水平是97,970美元。年薪收入处于中间50%的薪资是75,340——124,370美元,收入最低的10%也有57,480美元,而最高的10%则能达到151,250美元的年薪。当然不同职位的薪资略有不同,劳工统计局2016年5月的数据显示,软件开发人员的平均年薪是97,890美元,计算机系统分析师的平均年薪则为84,350美元,程序员的平均年薪是79,010美元。

从这些数据的对比我们可以看到CS毕业生在就业市场上是非常受欢迎的,即使在经济危机的背景下仍然能够保持一定额度的增长,这样的薪酬水平对于相关从业者来说具有非常大的吸引力。

2、就业范围

CS的就业范围非常广泛,由于计算机与信息技术现在已经广泛地应用于各行各业,因此CS专业人才同样地可以在各行各业找到就业机会。

美国对于CS专业人才需求最大的地区包括了加州、纽约、德州、伊利诺伊州、佛罗里达州、宾州、佐治亚州和华盛顿州等等。具体到城市的话就是纽约、芝加哥、西雅图、洛杉矶、华盛顿、达拉斯、亚特兰大、费城、休斯顿和波士顿。CS行业年收入最高的地区包括华盛顿、加州、麻省、哥伦比亚特区、新墨西哥、新泽西、科罗拉多和康涅狄格。

其中纽约地区对于CS人才的需求可以从一个侧面代表了该专业人才的就业范围的广泛性。我们都知道纽约是世界金融中心,她并没有像硅谷那么专注和突出的计算机高科技产业,但是这座大城市对于CS人才还是有极大的需求的。

可以看到,即使是金融业、传媒业也能够为CS人才提供很多的就业机会,这体现了这个专业的就业广泛性。具体的职业包括:技术支持工程师,软件工程师,应用程序员,硬件或电路工程师,技术文档工程师,数据库管理员,管理信息系统开发/设计/管理者,系统管理员,信息安全专家,计算机产品生产者,用户界面开发/设计者,网页开发工程师,网络管理员等等。

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