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为什么选计算机专业

计算机专业乃至全世界都是非常热门的,而美国大学的计算机专业是超级有名气的,在这个信息发达的时代,市场上对于计算机专业人才的需求就比较大,因此选择去美国留学学习计算机专业的同学就比较多。

但是你们知道计算机专业具体有哪些分支吗?计算机专业的选择方向是哪些?计算机专业方向国际竞赛有哪些?

美国计算机专业分支

图形学与多媒体 Graphics and Multimedia

图形学的研究包含对自然景象的建模和动画生成(modeling and animation of natural phenomena),计算拓扑学(computational topology),图形硬件的使用(graphics hardware utilization),渲染(rendering),网格处理和简化(mesh processing and simplification),形状建模(shape modeling),曲面参数化(surface parameterization)和可视化处理(visibility processing)等。

多媒体研究包括图像处理(image processing),视频处理(video processing),音频分析(audio analysis),文本检索和理解(text retrieval and understanding),数据挖掘和分析,以及数据融合(data fusion)。因为多媒体数据包含不同格式的数据(如文本,音频,视频),所以它的研究包含很多不同领域的技术和理论。

编程语言 Programming Languages

包括开发新型编程语言以实用高效地开发可靠的软件,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,可以从根本上提高软件可靠性与安全性。包含如下一些课题:

(1)程序语言设计和实现(Programming Language Design and Implementation):编译器优化(Compiler optimization),语义(Semantics),即时编译器(JIT complier),域特定语言(DSL:Domain-specific languages)。

(2)编程环境和工具(Programming Environments and Tools):监控(Monitoring),程序员搜索引擎(Programmer search engines),基于模型的设计(Model-based design)。

(3)程序分析和验证(Program Analysis and Verification):模型检测(Model checking),静态和动态分析(Static and dynamic analysis),定理证明(Theorem proving),实时系统的任务调度分析(Schedulability analysis for real-time systems)。

数据库与信息系统 Database and Information Systems

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。包括以下研究内容:

(1)数据库(Database):数据模型,数据查询、集成,各种数据库系统的设计、实现等。

(2)数据挖掘(Data Mining):从数据中提取模式的处理过程。它在很多领域有广泛的应用,例如市场营销、监测、入侵检测和科学发现。数据挖掘和机器学习很相关,但是数据挖掘更关注实际应用。

(3)信息检索(Information Retrieval):研究如何提取各种媒体(文本、音频、视频等,目前的研究以文本居多)中的信息,同时还搜索与之关联的数据库和万维网。

(4)自然语言处理(Natural language processing):构建一种可以分析、理解和生成自然语言的计算机系统。研究课题包含自动摘要(automatic summarization),语篇分析(discourse analysis),机器翻译(machine translation),命名实体识别(named entity recognition),自然语言生成(natural language generation)和语音识别(speech recognition)等。

计算机专业方向的选择

多媒体动漫方向

这个专业包括了计算机图形学ComputerGraphics,主要研究图像的表达、处理等。计算机成像、三维动画、网络影像传播都属于这个方向的范畴。学习这个专业的同学可以去游戏设计公司,电影视频公司、电子出版、教育软件开发、商业简报、平面广告设计及其它多媒体应用领域的媒体集成与系统设计的工作岗位寻找机会。

现在的生活离不开图形图像的数字表达处理,也就离不开学多媒体,计算机图形学的同学。

软件编程方向

大体上分成软件设计、编程语言和软件测试。包括需求分析、结构设计、开发流程、生命周期等等相关内容全部在关注范围。计算机专业的基础学科如操作系统、数据结构和算法全部包含。

此方向几乎属于CS内部第一大的方向了,录取名额很多,奖学金也有一些。问题的关键是,这个专业是培养coder的,而计算机专业的从业者大部分就是coder。因此学这个专业工作机会较多,但是起步阶段的收入居于中等。

计算机网络 Networking

这个范围可以说是非常的大。网络应用、网络协议、网络通信、网络理论、网络安全、加密解密、路由算法、甚至编解码都是需要学习的学科。这个学科申请的竞争者非常多,来自EE,ECE背景的同学也都可以申请。

Telecommunication就业不错,从设备商到运营商到第三方软件开发商,都有职位可以选择。很多公司的招人广告上写的就是Telecommunication和CS,EE相关专业,可见这个范围达到什么程度,明明是个应用专业,却都快成了与EE,CS平起平坐了。中国国内这方面工作机会也多,中国移动按照用户数量是世界第一大运营商。

Networking里面有方向设计及到网络安全方面,这个方向的工作主要是在大型政府、国防、电信、电力、金融、铁路等部门的计算机网络系统——若在美国就业,因受到公民身份等限制不少,回国形势还是不错的。

人工智能与人机交互方向

人工智能其实是很综合的学科,他的目的就是把人类的智能扩展到信息处理的机器的上。人工智能里面涵盖了计算机专业的很多小方向。比如机器学习系统,计算机语言,图像处理,语音识别,机器人,人机交互等等。对于申请者的计算机科学背景要求较高,包括数据结构算法之类纯计算机专业的课程,都有一定要求。

人工智能的产品包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。这个方向最近很热,招收的名额也比较多,也有从主要招收PhD向Master转移的趋势。

完全对口的工作是纯研发的性质,找起来有一些难度,不过退一步海阔天空,在各类电子设备商处都有大批学习此类专业可以涉足的工作。唯一需要注意的是AI的某些部分在美国也一定程度上应用于国防,所以如果自己要进入的program涉及此类就不推荐了。

计算机科学技术方向

该方向包括了理论性非常强的计算机理论、计算机科学与工程计算ScientificComputing等。

计算理论是完全偏向理论的学科,研究的不只是算法,更加重要的是算法的有效性和可行性。算法可行性,算法复杂度,密码学相关领域都是这个偏理论的方向的研究对象。本专业不太建议美国留学生申请,从各个渠道得来的消息都是这个专业不好找工作。这一点在美国和中国都是一样的,过于偏重理论和科技前沿探索的'专业方向往往工作比较难找。

计算机科学与工程计算具体包括生物信息学(这个目前影响力最大),气象数据处理,数字处理算法,计算物理,计算化学等等。这个专业的特点就是交叉,往往要求申请者除了计算机科学相关的背景还要有一点生物、物理、化学等等方面的背景。目前此类学科属于前沿新生的专业,就业形势不明朗。很多学习此类专业的同学就业的时候还是转向了传统的写代码相关的岗位。

为什么要参加竞赛

知识储备,为日后各类考试奠定基础

竞赛复习的内容知识是难度远远高于平时的课业水平,甚至比某些院校的笔面试也难上许多,因此在经历了竞赛复习之后,学员面对其他测试时也更加得心应手!

深度钻研,丰富综合能力

竞赛是学生将理论知识注入实践的过程,帮助学生对专业知识有更加深度的理解,是学生综合能力的体现。

培养思维逻辑,适应大学生活

大多数竞赛内容涉及许多大学课程知识,快速接触大学知识,通过逐步深入的国际课程探索研究,对专业国际课程进行全面了解,确定哪个国际课程才是你真正的强势国际课程。

竞赛推荐

美国计算机奥林匹克竞赛 USACO

USACO(United States of America Computing Olympiad, 美国计算机奥林匹克竞赛) 是一项针对全世界所有的高中信息学竞赛选手的一项竞赛。专门为信息学竞赛选手准备,但必须在注册后才能进入题库。竞赛主要衡量算法和运用两大方面的技能,旨在锻炼学生用计算机编程解决问题的能力。

适合对象:任意年级中学生

竞赛时间:USACO竞赛在每年12月-次年3月,每个赛季有4场比赛. 12月月赛, 1月月赛, 2月月赛, 3月公开赛。前三场比赛的形式是相同的

国际计算思维挑战赛 Bebras

Bebras国际计算思维挑战赛始于2004年,并定于每年的11月中旬的国际Bebras周(World-Wide Bebras Week)举行。挑战赛通过浅显易懂的方式呈现题目,每道试题均为情境性任务,让学习者利用已有知识运用计算思维完成挑战性任务。

适合对象:小学1年级-高中3年级(Grade 1-Grade 12)

竞赛时间:每年的11月中旬举办国际Bebras周(World-Wide Bebras Week)

全国青少年青少年信息学奥林匹克竞赛 NOI

National Olympiad in InformaticsNOI)全国青少年青少年信息学奥林匹克竞赛于1984年由计算机学会创办,因当时邓小平指出“计算机的普及要从娃娃做起”。现如今,一年一度的NOI已成为国内包括港澳在内的省级代表队最高水平的大赛,旨在向中学生普及更多计算机科学知识;给学校的信息技术教育课程提供动力和新的思路;给那些有才华的学生提供相互交流和学习的机会;通过竞赛和相关的活动培养和选拔优秀计算机人才。

适合对象:全国初高中在校生

竞赛时间:每年11月份

亚洲与太平洋地区信息学奥赛 APIO

Asia Pacific Informatics Olympiad亚洲与太平洋地区信息学奥赛(简称:APIO)于2007年创建,该竞赛为区域性的网上准同步赛,是亚洲和太平洋地区每年一次的国际性赛事,旨在给青少年提供更多的赛事机会,推动亚太地区的信息学奥林匹克的发展。APIO每年5月举行,由不同的国家轮流主办。

适合对象:面向全国中学生

竞赛时间:每年5月举行,由不同的国家轮流主办

澳大利亚信息学奥林匹克竞赛 AIO

澳大利亚信息学奥林匹克竞赛Australian Informatics Olympics(AIO)是由Australian Maths Trust(AMT)每年举办的国家级计算机编程赛事。在比赛过程中,考生需要写程序来解决六道难度各异的问题。该项比赛不考察计算机的硬件软件知识,仅考察学生的编程能力。

适合对象:

中级组Intermediate Y7-10

高级组Senior Y11-12

竞赛时间:每年8月份

加拿大计算机竞赛 CCC

加拿大计算机竞赛Canadian Computing Competition,CCC)是面向中学生每年举办一次的高水平计算机程序设计大赛,大赛组委会由Princeton University, University of Michigan, University of Toronto 等多所大学组成,加拿大数学与计算机教育中心与滑铁卢大学计算机系联合承办。1996年创办的竞赛至今为止已经有了24年的历史。

适合对象:

初级水平-任何具有基本编程技能的学生

高级水平-任何具有中级到高级编程技能的学生

竞赛时间:CCC每年2月举行,CCO每年5月举行

澳大利亚信息数学思维挑战活动 CAT

澳大利亚信息数学思维挑战活动 (Computational and Algorithmic Thinking) 由澳大利亚数学联合会 (AMT) 主办,比赛旨在发掘学生的计算机编程潜力,专注于培养学生的逻辑思维。比赛适合学习任何数学课程的学生。比赛采用独特的“三段法”,题型由易到难,学生需要在一小时内解决 9 道题目。需要注意的是, CAT 不是计算机编程竞赛,侧重于培养学生的计算能力和算法思维,不需要学生掌握任何计算机编程知识或编程语言。

适合对象:适合小学五年级以上任意年级学生

竞赛时间:每年的具体竞赛时间可以在官网查看,一般在5月进行比赛

美国计算机科学思维挑战活动 ACSL

ACSL美国计算机科学思维挑战活动,原名美国计算机科学联赛,最初成立于1978年,起源于美国硅谷,最初名为the Rhode Island Computer Science League,后为the New England Computer Science League。随着越来越多全世界的参赛者加入竞赛,最终命名为了American Computer Science League。自1978年以来已经经历了44年的历史,是美国历史悠久的中小学生计算机编程活动之一。

适合对象:小初高学生

竞赛时间:ACSL由四轮预赛和总决赛组成,于每年10月到次年5月举行

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竞赛辅导老师推荐

计算机辅导 何老师

同济大学应用物理学本科,帝国理工应用计算研究生,同济大学Python课程助教,在数据实验室RA三年,在ebay,Henkel等五百强企业做过大量数据分析相关工作,课堂讲授深入浅出,让对编程尚未接触过的同学燃起兴趣。对编程初入门槛的同学更为精进。多名学生上完课程打下了坚实的数学编程基础,在之后的ISEF中表现突出。

数学/计算机辅导 谭老师

悉尼大学工程学院数据科学硕士,西蒙菲莎大学理学院统计学士,专业课TOP5%毕业生多次获校长荣誉奖。高中国际学校学习A-level课程,前腾讯数据分析师。扎实的理工科基础理论知识,多年教学经验可全英文教授各门课程。2020至2022年AP课程三门负责科目学生5分率90%,21年AMC系列竞赛辅导多名学生晋级/获奖。

计算机辅导 阮老师

教育经历:温州大学计算机专业本科毕业。

工作经历:曾任上海平和双语、华东康桥等多所顶尖国际学校的APP开发课程导师。

教学经历:负责华东康桥国际学校国际部G8创客课程:“树莓派与python”课程研发;上海交通大学附属小学“创客与人工智能”教材编写;辅导数百名学生开发APP。

过往教学案例:带领学生获得Robotex机器人大赛全国亚军。

数学/物理/计算机辅导 马老师

高中毕业于全国知名竞赛强校华师一附中,高中物理竞赛一等奖保送中国科学技术大学物理学院, 获理学学士。在校期间曾获得国家奖学金,曾交换到中国台湾清华大学一学期。硕士毕业于纽约大学库朗数学研究所,获计算机硕士学位。曾就职于美国亚马逊公司,担任软件工程师。5年海外留学及工作经验,丰富扎实的数学、物理与计算机学科背景。熟悉海外教学体系,对于所教科目有深刻的理解。擅长高屋建瓴式引导学生学习,启迪学生解题思维,培养学生解决问题的能力以及实践能力。

课程推荐

竞赛常见问题

1、USACO与其他竞赛的区别?

针对信息学(计算机能力)的竞赛,主要考察算法和数据结构的知识。


2、对于有部分编程基础的学生如何备赛?

比如在读AP计算机的高一高二同学可以从C++或者C入手。作为编程语言中强大且基础的两门,无论是应付比赛还是在以后读本科或者工作中使用,提前学习C++和C都是不错的选择。

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