美国研究生留学：计算机科学专业全解析

Computer Sicience(CS)，已经成为中国学生留美最炙手可热的专业之一。根据美国大学与雇主协会2015年的薪资调查，计算机科学的硕士生毕业后平均起薪高达71,140美元。所以，CS也成为了竞争非常激烈的专业之一。今天就给大家送上CS的专业介绍、最新排名、美国开设情况及申请难度等。

一、14个专业分支剖析

1）系统与网络（System and Network）

主要学习内容：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。

开设情况：非常热门，专业排名前76的CS学校中有73所开设，开设率达96%。

就业方向：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）

主要学习内容：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。

开设情况：非常热门，CS专业排名前76的学校有64所开设，开设率85%。

就业方向：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）

主要学习内容：概括说来就是保护计算机与网络免于滥用和干扰，包括对攻击系统的完整性、保密性与可用性行为的防御，以及处理如垃圾邮件、防止身份盗用而导致信息泄露等问题。

开设情况：CS专业排名前76的学校有57所开设，开设率达到75%。

就业方向：毕业生的就业前景非常乐观，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很大施展空间。但是！由于涉及信息安全，招生更加偏向于有绿卡的本土人士，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（Programming Language）

主要学习内容：包括开发新型编程语言，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，从根本上提高软件可靠性与安全性。

开设情况：基础老牌学科，CS专业排名前76的学校有54所开设，开设率达71%。热门程度属中等。

就业方向：市场需求大，主要从事软件开发与应用等工作。

5）数据库（Database）

主要学习内容：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。

开设情况：CS专业排名前76的学校有50所开设，开设率为66%。

就业方向：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（Computer Graphics）

主要学习内容：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。

开设情况：CS专业排名前76的学校有48所开设，开设率达到63%。

就业方向：主要应用方面如艺术设计方面，游戏设计，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）

主要学习内容：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。

开设情况：专业排名前76的CS学校中有47所学校开设，开设率为62%。新兴的研究方向，较少中国学生申请和就读。

就业方向：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。

8）算法（Algorithm）

主要学习内容：研究课题有数据结构，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。

开设情况：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%。申请热度比较冷，中国学生一般较少申请。

就业方向：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、生物统计工作者等工作。

9）计算机理论（Computer Theory）

主要学习内容：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。

开设情况：专业排名前76的CS学校中有45所学校开设，开设率为59.2%。由于属理论研究，因此申请的人并不多。

就业方向：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（Scientific Computing）

主要学习内容：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。

开设情况：专业排名前76的CS学校中有42所学校开设，开设率55.3%。要求申请者具备较强的数值线性代数，优化，偏微分方程等数学基础。

就业方向：主要是学术研究以及工业界的相关应用等。

11）软件工程（Software Engineering）

主要学习内容：研究课题有需求工程，软件设计与演变，软件测试与分析， 软件维护，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。

开设情况：在CS专业排名前76的学校中42间学校开设，开设率为55.3%。最热门的专业方向之一。要求申请者首先要掌握一门程序设计语言（最好是C++）；其次需修读离散数学、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、软件项目管理或计算机安全等课程；再者对数学要求较高；此外对申请者的工作/实习背景有一定偏好，最好具备有一定的工作/实习经验。

就业方向：各行各业的应用都需要软件工程人才，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，就业前景非常广阔。

12）计算机视觉（Computer Vision）

主要学习内容：研究课题有图像处理，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。

开设情况：专业排名前76的CS学校中有41所学校开设，开设率为53.9%。申请该方向的中国学生不多，但有逐步上升的趋势。申请者来需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。

就业方向：常用领域包括游戏设计、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。

13）计算机体系结构（Computer Architecture）

主要学习内容：研究课题有计算机架构，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。

开设情况：专业排名前76的CS学校中有32所学校开设，开设率为42.1%。非热门方向，要求申请者积累足够的软件知识和硬件知识。

就业方向：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。

14）人机交互（Human Computer Interaction）

主要学习内容：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。

开设情况：HCI总的来说并不是当今CS专业领域的研究重点，专业排名前76的CS学校中有29所学校开设此研究方向，开设率仅为38.2%。

二、CS专业排名前50



三、CS就业地

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、佛罗里达、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。

四、申请要求

专业背景：一般要求计算机及相关专业，如转专业要留意是否有先修课要求；比如接受非CS专业申请的项目有USC的Scientist Engineer, UPenn的MCIT等。

GPA：最低要求为3.0，如想申请TOP 50甚至TOP 30，你懂的，最好达到3.5；

GRE：录取者GRE成绩平均值在315-329之间，竞争力标准是320。此外注意有个别学校可能会要求申请PHD的同学提供SUB成绩；

TOEFL：学校要求不尽相同，具体区间在80-100不等。申请TOP50建议100分左右；申请排名50-100的学校建议托福在79-100之间。各部保持在20分以上。

软性背景提升建议：

1）参与专业项目研究。
2）争取发表学术论文。
3）参加专业比赛。
4）相关的工作经验或实习。

五、奖学金情况

CS的Master跟大部分硕士专业一样，想要拿到奖学金是很难的。根据多年来的总结，列举部分有发放硕士奖学金记录的学校给大家：

发放全奖、部分学费减免的院校比如：
Baylor University
Carnegie Mellon University
Polytechnic Institute of New York University
Syracuse University
……

发放部分Fellowship奖学金、RA/TA的院校比如：
Indiana University
University of Texas-Dallas
Dartmouth College
……

另外，收集到有奖记录的学校比如还有：
University of Florida
Virginia Tech
Georgetown University of Florida
Massachusetts Institute Technology
Worcester Polytechnic Institute
University of California Los Angeles
……

如果是PHD，那情况就不一样啦，还是相对比较丰富的。比如有全奖记录的学校有：
University of California Los Angeles
North Carolina State University
Rice University
Indiana University-Bloomington
Ohio State University-Columbus
SUNY-University at Buffalo
University of Florida
University of Texas-Austin
University of Chicago
University of Wisconsin-Madison

……

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