美國(guó)計(jì)算機(jī)專業(yè)簡(jiǎn)析之計(jì)算機(jī)理論與科學(xué)算法

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一、計(jì)算機(jī)理論（Computer Theory）
??? 計(jì)算機(jī)理論，是為計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展與研究提供理論基礎(chǔ)的一門學(xué)科。這個(gè)課程的學(xué)習(xí)涉及到CS的核心課題，歸納起來(lái)涵蓋了可計(jì)算性、文法與自動(dòng)機(jī)、邏輯學(xué)、復(fù)雜性及語(yǔ)義學(xué)等5個(gè)部分，涉及到可計(jì)算性理論、形式語(yǔ)言、邏輯學(xué)與自動(dòng)演繹、可計(jì)算復(fù)雜性和編程語(yǔ)言的語(yǔ)義等內(nèi)容，并學(xué)習(xí)和研究這些內(nèi)容之間的聯(lián)系。
??? 其研究的主要課題包括：算法，算法學(xué)與復(fù)雜性理論，可計(jì)算性理論，自動(dòng)機(jī)理論，形式語(yǔ)言理論，編程語(yǔ)言理論，矩陣計(jì)算，計(jì)算幾何學(xué)（包括孔斯曲面等，與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)交叉），定理證明，量子信息理論，組合算法，并行編程，時(shí)間安排理論（Scheduling theory），并行算法，形式化方法（formal method），程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的理論部分如語(yǔ)法語(yǔ)意以及程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的優(yōu)劣分析等。
??? 它同樣是計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)方向之一，有較高的研究熱度。由于其屬于理論研究，因此申請(qǐng)此方向的人并不多，畢業(yè)生的主要就業(yè)去向也更多地是在學(xué)術(shù)界或者科研機(jī)構(gòu)。
二、科學(xué)計(jì)算（Scientific Computing）
??? 又稱為計(jì)算科學(xué)，它的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容和研究領(lǐng)域是利用數(shù)學(xué)模型的構(gòu)造以及數(shù)量分析的技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)來(lái)分析和解決科學(xué)問題。在實(shí)際的應(yīng)用中，科學(xué)計(jì)算經(jīng)常用于計(jì)算機(jī)仿真以及其它各種問題的數(shù)學(xué)計(jì)算，包括數(shù)值模擬、模型擬合與數(shù)據(jù)分析以及最優(yōu)化計(jì)算等等。數(shù)值分析（Numerical analysis），是科學(xué)計(jì)算專業(yè)方向中所會(huì)應(yīng)用到的核心方法。
??? 主要研究數(shù)值模型的建立，計(jì)算機(jī)模型的建立，查詢與分析實(shí)驗(yàn)性與合成性數(shù)據(jù)，研究?jī)?nèi)容涉及到屋里，應(yīng)用數(shù)學(xué)，算法學(xué)，計(jì)算幾何學(xué)，并行與分布式計(jì)算，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，圖形學(xué)，信號(hào)處理，計(jì)算機(jī)視覺等，研究課題有如為移動(dòng)物體建模，域研究員和工程師這類終端用戶緊密協(xié)助獲取反饋，開發(fā)分級(jí)存儲(chǔ)器體系，高性能計(jì)算，普適計(jì)算，因特網(wǎng)計(jì)算，無(wú)線計(jì)算，并行計(jì)算等。
?隨著科技的發(fā)展，當(dāng)代的科學(xué)家和工程師們比以往任何時(shí)候都依賴計(jì)算機(jī)建模與模擬來(lái)指導(dǎo)他們的實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)工作，而支持這些活動(dòng)的基礎(chǔ)設(shè)施取決于安全高效可調(diào)整的數(shù)值算法?？茖W(xué)計(jì)算在此過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這是這一方向在CS各大院校中廣為研究的重要原因。而從這個(gè)角度出發(fā)我們也可以看到，該方向的畢業(yè)生最主要的就業(yè)前景在于學(xué)術(shù)研究以及工業(yè)界的相關(guān)應(yīng)用等等。在申請(qǐng)方面，作為CS下屬的一個(gè)分支方向，科學(xué)計(jì)算要求申請(qǐng)者需要有較強(qiáng)的數(shù)值線性代數(shù)，優(yōu)化，偏微分方程等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，因?yàn)樯暾?qǐng)者應(yīng)當(dāng)注重自己數(shù)學(xué)能力的提高。