美國讀碩計算機專業(yè)分支有有哪些?
2023-09-16 12:09:18 來源:中國教育在線
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一. 結構、編譯器和并行計算Architecture, Compilers and Parallel Computing
計算機體系結構主要學習和研究計算機的結構和功能及其在電子技術中的應用。抽象地說,計算機體系結構是系統(tǒng)在其環(huán)境中的較高層次的概念;它決定了計算機硬件和軟件之間的聯(lián)系。具體來說,計算機體系結構是指計算機系統(tǒng)設計的概念和體系結構,描述計算機在實踐中的設計原則。它決定了計算機設計的組件、它們的功能以及組件之間的接口。以常見的馮·諾伊曼設計為例,架構設計包括:指令集、微架構、數(shù)據(jù)表示、尋址方式、寄存器定義、指令系統(tǒng)、異常機制、機器工作狀態(tài)的定義和切換、輸入輸出結構等。
體系結構和編譯器的研究主要集中在硬件設計、編程語言和下一代編譯器上。并行計算的研究范圍很廣,包括并行計算模型、并行算法、并行編譯器設計等。
二. 系統(tǒng)與網(wǎng)絡 Systems and Networking
網(wǎng)絡是利用通信設備和線路將多個地理位置不同、功能獨立的計算機系統(tǒng)連接起來,用功能良好的網(wǎng)絡軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡硬件、軟件和資源的共享和信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。簡單來說就是指連接兩臺或多臺計算機進行通信的系統(tǒng)。本分支的主要內(nèi)容從網(wǎng)絡基礎理論、拓撲結構、硬件的相關部件、傳輸介質(zhì)(光纖、同軸電纜、雙絞線有線傳輸、衛(wèi)星傳輸、紅外傳輸、激光傳輸、無線電波等無線傳輸)到各種網(wǎng)絡協(xié)議。
可細分為:
(1)網(wǎng)絡與分布式系統(tǒng)(Networking and distributed systems): 移動通信系統(tǒng),無線網(wǎng)絡協(xié)議(wireless protocols),Ad-hoc網(wǎng)絡,服務質(zhì)量管理(Quality of Service management,QoS),多媒體網(wǎng)絡,計算機對等聯(lián)網(wǎng)(peer-to-peer networking, P2P),路由,網(wǎng)絡模擬,主動隊列管理(active queue management, AQM)和傳感器網(wǎng)絡(sensor networks)。
(2)操作系統(tǒng)(Operating system):分布式資源管理,普適計算(ubiquitous computing/pervasive computing)環(huán)境管理,反射中間件(reflective middleware),中間件元級操作系統(tǒng)(middleware “meta-operating systems”),面向?qū)ο蟛僮飨到y(tǒng)設計,允許單個用戶與多計算機、對等操作系統(tǒng)服務交互的用戶設計,上下文敏感的分布式文件系統(tǒng),數(shù)據(jù)中心的電源管理,文件/存儲系統(tǒng),自主計算(autonomic computing),軟件健壯性的系統(tǒng)支持以及數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)支持。
(3)安全(Security): 隱私,普適計算,無線傳感器(wireless sensors),移動式和嵌入式計算機,規(guī)范,認證,驗證策略,QoS保證和拒絕服務保護,下一代電話通訊,操作系統(tǒng)虛擬化和認證,關鍵基礎設施系統(tǒng),例如SCADA控制系統(tǒng)和醫(yī)療,消息系統(tǒng),安全網(wǎng)關,可用性安全。
(4)實時和嵌入式系統(tǒng)(Real-time and embedded systems):開放式實時系統(tǒng),Qos驅(qū)動的實時調(diào)度和通信協(xié)議,控制設計和實時調(diào)度整合,實時、容錯和安全協(xié)議整合,網(wǎng)絡化器件和智能空間的魯棒動態(tài)實時構架。
三. 理論與算法 Theory and Algorithms
計算機理論,顧名思義,是為計算機科學的發(fā)展和研究提供理論基礎的學科。本課程的學習涉及cs的核心課題,包括可計算性、文法和自動機、邏輯、復雜性和語義。涉及可計算性理論、形式語言、邏輯與自動演繹、程序語言的可計算性復雜性和語義,并對這些內(nèi)容之間的關系進行學習和研究。
上面廣義的算法是指解決一個問題所采取的方法和步驟,而CS下的算法是指計算機解決一個問題或完成一項任務的一系列明確的指令。算法的好壞可以用空間復雜度和時間復雜度來衡量。現(xiàn)代算法理論的主要研究目的是如何開發(fā)更高效的算法,研究相關算法的設計方法和實現(xiàn)技術。
該方向具體包括最優(yōu)化(optimization),計算幾何和拓撲(computational geometry and topology),近似算法(approximation algorithms),密碼(cryptography)和安全計算(secure computation),網(wǎng)絡設計(network design),數(shù)據(jù)挖掘(data mining),機器學習(machine learning),有限元網(wǎng)格生成(finite-element mesh generation)和自動化軟件驗證(automatic software verification)。
四. 人工智能與機器人 Artificial Intelligence and Robotics
包括機器感知(包括機器學習、知識表達與推理、機器人)、動態(tài)系統(tǒng)仿真、動態(tài)計算、帶觸覺控制的自然語言獲取與處理、計算語言學、統(tǒng)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、概率推理、神經(jīng)估計、計算機視覺、視覺場景認知、模式識別、人工免疫、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳學。
知識表示(knowledge representation):把知識按照一種有利于推理(得出結論)的方式表示出來。
機器學習(machine learning):自動學習如何識別復雜模式并基于數(shù)據(jù)作出智能決策。
計算機視覺(computer vision):使機器自動從圖像和視頻中提取信息并理解其中包含的視覺概念。
推理(reasoning):學習推理的計算模型。
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