計算機科學CS專業(yè)有哪些分支
2023-10-01 09:28:33 來源：中國教育在線
計算機科學CS專業(yè)有哪些分支，相信這個問題是許多正在準備留學的同學關(guān)心的一個問題，那么下面小編就來和大家說一說，感興趣的您趕緊往下了解吧。
有時人們會誤以為，計算機科學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已有的程序。
PART 1專業(yè)介紹
作為一個學科，計算機科學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、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科知識，如心理學、哲學、計算機科學等等。而它與計算機科學聯(lián)系最緊密的實現(xiàn)方式就是機器學習，深度學習和強化學習。
機器學習是一門多領(lǐng)域交叉學科，涉及概率論、統(tǒng)計學、逼近論、凸分析、算法復雜度理論等多門學科（與數(shù)學，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)人類的學習行為，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用中最廣泛被應用的算法。
人工智能與機器學習的聯(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)學習許多20世紀的發(fā)明，如密碼學、計算生物學、機器學習、量子計算等先進算法和理論。算法可以簡單的理解為，學習計算機之前的數(shù)學、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雜程度的重要工具。
數(shù)據(jù)科學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，都可以通過機器學習的方式實現(xiàn)。經(jīng)濟中的數(shù)據(jù)處理就是計量經(jīng)濟學，金融中的數(shù)據(jù)處理就是金融工程，風險控制。同時機器學習和數(shù)據(jù)科學也相互依賴相互成長，機器需要通過大量的數(shù)據(jù)進行訓練和改進，從而達到學習的目的。
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“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
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)塊鏈應用-數(shù)字貨幣
計算機圖形學Computer Graphics
計算機圖形學主要研究如何在計算機中表示圖形，以及利用計算機進行圖形的計算，處理和顯示的相關(guān)原理與算法。除這些以外，還會研究如何科學可視化，基于物理渲染，動畫制作，計算機輔助幾何設計，快速成型，計算機輔助角膜建模和可視化，醫(yī)學成像等等。相較于藝術(shù)類的動畫制作而言，計算機圖形學更注重算法及理論的學習。
計算機圖形保存示例
計算機視覺Computer Vision
計算機圖形學是計算機如何表示、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。
計算機視覺的最終研究目標，就是使計算機能像人那樣通過視覺觀察和理解世界，具有自主適應環(huán)境的能力。計算機視覺的應用范圍十分廣泛，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，并越來越多地應用于各個行業(yè)。自然語言處理是一門融語言學、計算機科學、數(shù)學于一體的科學。主要應用于機器翻譯、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備給人提供大量有關(guān)信息及提示請示等，人通過輸入設備給機器輸入有關(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Computational Biology
生物系統(tǒng)與計算生物學越來越依賴計算機科學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，實驗生物化學測量數(shù)據(jù)和生物醫(yī)學數(shù)據(jù)。
對這些數(shù)據(jù)進行表達、操縱和整合，需要計算機科學的技術(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。
計算生物學中的網(wǎng)絡傳播
PART 3專業(yè)強校推薦
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通過上文的內(nèi)容介紹，大家對“計算機科學CS專業(yè)有哪些分支”大家是不是有了一個大致的了解呢？如果大家還想了解更詳細、更多的相關(guān)內(nèi)容，則可以繼續(xù)關(guān)注本頻道，也可以向本頻道咨詢。
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