本文關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)科學(xué)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

科學(xué)領(lǐng)域

作為一個(gè)學(xué)科，計(jì)算機(jī)科學(xué)涵蓋了從算法的理論研究和計(jì)算的極限，到如何通過(guò)硬件和軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算系統(tǒng)。CSAB（以前被叫做Computing Sciences Accreditation Board），由Association for Computing Machinery（ACM）和IEEE Computer Society（IEEE-CS）的代表組成，確立了計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科的4個(gè)主要領(lǐng)域：計(jì)算理論，算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編程方法與編程語(yǔ)言，以及計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，并行計(jì)算，分布式計(jì)算，人機(jī)交互，機(jī)器翻譯，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，操作系統(tǒng)，以及數(shù)值和符號(hào)計(jì)算。

簡(jiǎn)介

計(jì)算機(jī)科學(xué)（英語(yǔ)：computer science，有時(shí)縮寫為CS）是系統(tǒng)性研究信息與計(jì)算的理論基礎(chǔ)以及它們?cè)谟?jì)算機(jī)系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用的實(shí)用技術(shù)的學(xué)科。它通常被形容為對(duì)那些創(chuàng)造、描述以及轉(zhuǎn)換信息的算法處理的系統(tǒng)研究。計(jì)算機(jī)科學(xué)包含很多分支領(lǐng)域；有些強(qiáng)調(diào)特定結(jié)果的計(jì)算，比如計(jì)算機(jī)圖形學(xué)；而有些是探討計(jì)算問(wèn)題的性質(zhì)，比如計(jì)算復(fù)雜性理論；還有一些領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂谠鯓訉?shí)現(xiàn)計(jì)算，比如編程語(yǔ)言理論是研究描述計(jì)算的方法，而程序設(shè)計(jì)是應(yīng)用特定的編程語(yǔ)言解決特定的計(jì)算問(wèn)題，人機(jī)交互則是專注于怎樣使計(jì)算機(jī)和計(jì)算變得有用、好用，以及隨時(shí)隨地為人所用。[1]

理論計(jì)算機(jī)

主條目：理論計(jì)算機(jī)科學(xué)

廣義的理論計(jì)算機(jī)科學(xué)包括經(jīng)典的計(jì)算理論和其它專注于更抽象、邏輯與數(shù)學(xué)方面的計(jì)算。

計(jì)算理論

主條目：計(jì)算理論

按照Peter J. Denning的說(shuō)法，計(jì)算機(jī)科學(xué)的最根本問(wèn)題是“什么能夠被有效地自動(dòng)化？”計(jì)算理論的研究就是專注于回答這個(gè)根本問(wèn)題，關(guān)于什么能夠被計(jì)算，去實(shí)施這些計(jì)算又需要用到多少資源。為了試圖回答第一個(gè)問(wèn)題，遞歸論檢驗(yàn)在多種理論計(jì)算模型中哪個(gè)計(jì)算問(wèn)題是可解的。而計(jì)算復(fù)雜性理論則被用于回答第二個(gè)問(wèn)題，研究解決一個(gè)不同目的的計(jì)算問(wèn)題的時(shí)間與空間消耗。

著名的“P=NP?”問(wèn)題，千禧年大獎(jiǎng)難題之一，是計(jì)算理論的一個(gè)開放問(wèn)題。

信息編碼論

主條目：信息論和編碼理論

信息論與信息量化相關(guān)，由Claude E. Shannon創(chuàng)建，用于尋找信號(hào)處理操作的根本極限，比如壓縮數(shù)據(jù)和可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與通訊。編碼理論是對(duì)編碼以及它們適用的特定應(yīng)用性質(zhì)的研究。編碼（code）被用于數(shù)據(jù)壓縮，密碼學(xué)，前向糾錯(cuò)，也被用于網(wǎng)絡(luò)編碼。研究編碼的目的在于設(shè)計(jì)更高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方法。

算法

算法指定義良好的計(jì)算過(guò)程，它取一個(gè)或一組值作為輸入，經(jīng)過(guò)一系列定義好的計(jì)算過(guò)程，得到一個(gè)或一組輸出。算法是計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域，也是許多其他計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。算法主要包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算幾何、圖論等。除此之外，算法還包括許多雜項(xiàng)，如模式匹配、部分?jǐn)?shù)論等。

程序設(shè)計(jì)理論

主條目：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言理論

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言理論是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，主要處理程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、分析、描述和分類，以及它們的個(gè)體特性。它屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科，既受影響于也影響著數(shù)學(xué)、軟件工程和語(yǔ)言學(xué)。它是公認(rèn)的計(jì)算機(jī)科學(xué)分支，同時(shí)也是活躍的研究領(lǐng)域，研究成果被發(fā)表在眾多學(xué)術(shù)期刊，計(jì)算機(jī)科學(xué)以及工程出版物。

形式化方法

主條目：形式化方法

形式化方法是一種特別的基于數(shù)學(xué)的技術(shù)，用于軟件和硬件系統(tǒng)的形式規(guī)范、開發(fā)以及形式驗(yàn)證。在軟件和硬件設(shè)計(jì)方面，形式化方法的使用動(dòng)機(jī)，如同其它工程學(xué)科，是通過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)分析便有助于設(shè)計(jì)的可靠性和健壯性的期望。但是，使用形式化方法會(huì)帶來(lái)很高的成本，意味著它們通常只用于高可靠性系統(tǒng)，這種系統(tǒng)中安全或保安（security）是最重要的。對(duì)于形式化方法的最佳形容是各種理論計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)種類的應(yīng)用，特別是計(jì)算機(jī)邏輯演算，形式語(yǔ)言，自動(dòng)機(jī)理論和形式語(yǔ)義學(xué)，此外還有類型系統(tǒng)、代數(shù)數(shù)據(jù)類型，以及軟件和硬件規(guī)范和驗(yàn)證中的一些問(wèn)題。

并發(fā)，并行和分布式系統(tǒng)

主條目：并行性和分布式計(jì)算

并行性（concurrency）是系統(tǒng)的一種性質(zhì)，這類系統(tǒng)可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)可能互相交互的計(jì)算。一些數(shù)學(xué)模型，如Petri網(wǎng)、進(jìn)程演算和PRAM模型，被創(chuàng)建以用于通用并發(fā)計(jì)算。分布式系統(tǒng)將并行性的思想擴(kuò)展到了多臺(tái)由網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)。同一分布式系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)擁有自己的私有內(nèi)存，它們之間經(jīng)常交換信息以達(dá)到一個(gè)共同的目的。

數(shù)據(jù)庫(kù)和信息檢索

主條目：數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)是為了更容易地組織、存儲(chǔ)和檢索大量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管理，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)模型和查詢語(yǔ)言來(lái)存儲(chǔ)、創(chuàng)建、維護(hù)和搜索數(shù)據(jù)。

應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)

盡管計(jì)算機(jī)科學(xué)（computer science）的名字里包含計(jì)算機(jī)這幾個(gè)字，但實(shí)際上計(jì)算機(jī)科學(xué)相當(dāng)數(shù)量的領(lǐng)域都不涉及計(jì)算機(jī)本身的研究。因此，一些新的名字被提議出來(lái)。某些重點(diǎn)大學(xué)的院系傾向于術(shù)語(yǔ)計(jì)算科學(xué)（computing science），以精確強(qiáng)調(diào)兩者之間的不同。丹麥科學(xué)家Peter Naur建議使用術(shù)語(yǔ)"datalogy"，以反映這一事實(shí)，即科學(xué)學(xué)科是圍繞著數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理，而不一定要涉及計(jì)算機(jī)。第一個(gè)使用這個(gè)術(shù)語(yǔ)的科學(xué)機(jī)構(gòu)是哥本哈根大學(xué)Datalogy學(xué)院，該學(xué)院成立于1969年，Peter Naur便是第一任教授。這個(gè)術(shù)語(yǔ)主要被用于北歐國(guó)家。同時(shí)，在計(jì)算技術(shù)發(fā)展初期，《ACM通訊》建議了一些針對(duì)計(jì)算領(lǐng)域從業(yè)人員的術(shù)語(yǔ)：turingineer，turologist，flow-charts-man，applied meta-mathematician及applied epistemologist。 三個(gè)月后在同樣的期刊上，comptologist被提出，第二年又變成了hypologist。術(shù)語(yǔ)computics也曾經(jīng)被提議過(guò)。在歐洲大陸，起源于信息（information）和數(shù)學(xué)或者自動(dòng)（automatic）的名字比起源于計(jì)算機(jī)或者計(jì)算（computation）更常見，如informatique（法語(yǔ)），Informatik（德語(yǔ)），informatika（斯拉夫語(yǔ)族）。

著名計(jì)算機(jī)科學(xué)家Edsger Dijkstra曾經(jīng)指出：“計(jì)算機(jī)科學(xué)并不只是關(guān)于計(jì)算機(jī)，就像天文學(xué)并不只是關(guān)于望遠(yuǎn)鏡一樣�！保�"Computer science is no more about computers than astronomy is about telescopes."）設(shè)計(jì)、部署計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常被認(rèn)為是非計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科的領(lǐng)域。例如，研究計(jì)算機(jī)硬件被看作是計(jì)算機(jī)工程的一部分，而對(duì)于商業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研究和部署被稱為信息技術(shù)或者信息系統(tǒng)。然而，現(xiàn)如今也越來(lái)越多地融合了各類計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科的思想。計(jì)算機(jī)科學(xué)研究也經(jīng)常與其它學(xué)科交叉，比如心理學(xué)，認(rèn)知科學(xué)，語(yǔ)言學(xué)，數(shù)學(xué)，物理學(xué)，統(tǒng)計(jì)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)。

計(jì)算機(jī)科學(xué)被認(rèn)為比其它科學(xué)學(xué)科與數(shù)學(xué)的聯(lián)系更加密切，一些觀察者說(shuō)計(jì)算就是一門數(shù)學(xué)科學(xué)。早期計(jì)算機(jī)科學(xué)受數(shù)學(xué)研究成果的影響很大，如Kurt Gödel和Alan Turing，這兩個(gè)領(lǐng)域在某些學(xué)科，例如數(shù)理邏輯、范疇論、域理論和代數(shù)，也不斷有有益的思想交流。

計(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件工程的關(guān)系是一個(gè)有爭(zhēng)議的話題，隨后關(guān)于什么是“軟件工程”，計(jì)算機(jī)科學(xué)又該如何定義的爭(zhēng)論使得情況更加混亂。David Parnas從其它工程和科學(xué)學(xué)科之間的關(guān)系得到啟示，宣稱計(jì)算機(jī)科學(xué)的主要重點(diǎn)總的來(lái)說(shuō)是研究計(jì)算的性質(zhì)，而軟件工程的主要重點(diǎn)是具體的計(jì)算設(shè)計(jì)，以達(dá)到實(shí)用的目的，這樣便構(gòu)成了兩個(gè)獨(dú)立但又互補(bǔ)的學(xué)科。

人工智能

主條目：人工智能

這個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)分支旨在創(chuàng)造可以解決計(jì)算問(wèn)題，以及像動(dòng)物和人類一樣思考與交流的人造系統(tǒng)。無(wú)論是在理論還是應(yīng)用上，都要求研究者在多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域具備細(xì)致的、綜合的專長(zhǎng)，比如應(yīng)用數(shù)學(xué)，邏輯，符號(hào)學(xué)，電機(jī)工程學(xué)，精神哲學(xué)，神經(jīng)生理學(xué)和社會(huì)智力，用于推動(dòng)智能研究領(lǐng)域，或者被應(yīng)用到其它需要計(jì)算理解與建模的學(xué)科領(lǐng)域，如金融或是物理科學(xué)。人工智能領(lǐng)域開始變得正式源于Alan Turing這位人工智能先驅(qū)提出了圖靈試驗(yàn)，以回答這樣一個(gè)終極問(wèn)題：“計(jì)算機(jī)能夠思考嗎？”

機(jī)器翻譯

主條目：機(jī)器翻譯

1947年，美國(guó)數(shù)學(xué)家、工程師沃倫·韋弗與英國(guó)物理學(xué)家、工程師安德魯·布思提出了以計(jì)算機(jī)進(jìn)行翻譯（簡(jiǎn)稱“機(jī)譯”）的設(shè)想，機(jī)器翻譯從此步入歷史舞臺(tái)，并走過(guò)了一條曲折而漫長(zhǎng)的發(fā)展道路。機(jī)譯被列為21世紀(jì)世界十大科技難題。與此同時(shí)，機(jī)譯技術(shù)也擁有巨大的應(yīng)用需求。

機(jī)譯消除了不同文字和語(yǔ)言間的隔閡，堪稱高科技造福人類之舉。但機(jī)譯的譯文質(zhì)量長(zhǎng)期以來(lái)一直是個(gè)問(wèn)題，離理想目標(biāo)仍相差甚遠(yuǎn)。中國(guó)數(shù)學(xué)家、語(yǔ)言學(xué)家周海中教授認(rèn)為，在人類尚未明了大腦是如何進(jìn)行語(yǔ)言的模糊識(shí)別和邏輯判斷的情況下，機(jī)譯要想達(dá)到“信、達(dá)、雅”的程度是不可能的。這一觀點(diǎn)恐怕道出了制約譯文質(zhì)量的瓶頸所在。

計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與工程

主條目：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)工程

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，或者數(shù)字計(jì)算機(jī)組織，是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)和根本運(yùn)作結(jié)構(gòu)。它主要側(cè)重于CPU的內(nèi)部執(zhí)行和內(nèi)存訪問(wèn)地址。這個(gè)領(lǐng)域經(jīng)常涉及計(jì)算機(jī)工程和電子工程學(xué)科，選擇和互連硬件組件以創(chuàng)造滿足功能、性能和成本目標(biāo)的計(jì)算機(jī)。

計(jì)算機(jī)圖形與視覺(jué)

主條目：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是對(duì)于數(shù)字視覺(jué)內(nèi)容的研究，涉及圖像數(shù)據(jù)的合成和操作。它跟計(jì)算機(jī)科學(xué)的許多其它領(lǐng)域密切相關(guān)，包括計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理和計(jì)算幾何，同時(shí)也被大量運(yùn)用在特效和電子游戲。

計(jì)算機(jī)安全和密碼學(xué)

主條目：計(jì)算機(jī)安全和密碼學(xué)

計(jì)算機(jī)安全是計(jì)算機(jī)技術(shù)的一個(gè)分支，其目標(biāo)包括保護(hù)信息免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)、中斷和修改，同時(shí)為系統(tǒng)的預(yù)期用戶保持系統(tǒng)的可訪問(wèn)性和可用性。密碼學(xué)是對(duì)于隱藏（加密）和破譯（解密）信息的實(shí)踐與研究。現(xiàn)代密碼學(xué)主要跟計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)，很多加密和解密算法都是基于它們的計(jì)算復(fù)雜性。

計(jì)算科學(xué)

計(jì)算科學(xué)（或者科學(xué)計(jì)算）是關(guān)注構(gòu)建數(shù)學(xué)模型和量化分析技術(shù)的研究領(lǐng)域，同時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)分析和解決科學(xué)問(wèn)題。在實(shí)際使用中，它通常是計(jì)算機(jī)模擬和計(jì)算等形式在各個(gè)科學(xué)學(xué)科問(wèn)題中的應(yīng)用。

信息科學(xué)

主條目：信息科學(xué)

軟件工程

主條目：軟件工程

軟件工程是對(duì)于設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和修改軟件的研究，以確保軟件的高質(zhì)量、適中的價(jià)格、可維護(hù)性，以及能夠快速構(gòu)建。它是一個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法，涉及工程實(shí)踐到軟件的應(yīng)用。

相關(guān)獎(jiǎng)項(xiàng)

計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的最高榮譽(yù)是ACM設(shè)立的圖靈獎(jiǎng)，被譽(yù)為是計(jì)算機(jī)科學(xué)的諾貝爾獎(jiǎng)。它的獲得者都是本領(lǐng)域最為出色的科學(xué)家和先驅(qū)。華人中首獲圖靈獎(jiǎng)的是姚期智先生.他于2000年以其對(duì)計(jì)算理論做出的諸多“根本性的、意義重大的”貢獻(xiàn)而獲得這一崇高榮譽(yù)。

專業(yè)院校

美國(guó)開設(shè)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的院校

普渡大學(xué)西拉法葉分校，，弗吉尼亞大學(xué)，密西根大學(xué)安娜堡分校，喬治城大學(xué)，維克森林大學(xué)，耶魯大學(xué)，哥倫比亞大學(xué)，華盛頓大學(xué)，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)，佐治亞理工學(xué)院，加州理工學(xué)院，麻省理工學(xué)院，斯坦福大學(xué)，加州大學(xué)伯克利分校，伊利諾伊大學(xué)香檳分校，威斯康星大學(xué)麥迪遜分校，倫斯勒理工學(xué)院，哈佛大學(xué)，俄勒岡大學(xué)。

著名高校

在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域排名世界前五的大學(xué)：

1. Carnegie Mellon University卡內(nèi)基梅隆大學(xué)

2. Massachusetts Institute of Technology麻省理工學(xué)院

3. Stanford University斯坦福大學(xué)

4. University of California -Berkeley加州大學(xué)伯克利分校

5. Cornell University康奈爾大學(xué)

5. University of Illinois-Urbana Champaign伊利諾伊大學(xué)香檳分校

專業(yè)介紹

培養(yǎng)目標(biāo)

本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，具有計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，具備計(jì)算機(jī)及相關(guān)設(shè)備的維護(hù)與維修、行業(yè)應(yīng)用軟件、平面圖像處理、廣告設(shè)計(jì)制作、動(dòng)畫制作、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)站建設(shè)與管理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理與維護(hù)等應(yīng)用能力和操作能力的高等技術(shù)應(yīng)用性人才。

主要課程

計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組裝與維護(hù)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與管理、網(wǎng)絡(luò)工程、操作系統(tǒng)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)與應(yīng)用、網(wǎng)站建設(shè)與網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、C/C++語(yǔ)言、VisualBasic語(yǔ)言、平面設(shè)計(jì)、3D圖形設(shè)計(jì)、多媒體設(shè)計(jì)、專業(yè)英語(yǔ)。

就業(yè)方向

畢業(yè)生主要面向交通系統(tǒng)各單位、交通信息化與電子政務(wù)建設(shè)與應(yīng)用部門、各類計(jì)算機(jī)專業(yè)化公司、廣告設(shè)計(jì)制作公司、汽車營(yíng)銷技術(shù)服務(wù)等從事IT行業(yè)工作。

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