计算机科学是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科，从
抽象的算法、形式化语法，到更具体的主题如编程语言、程序设计、软件和
硬件等。
计算机科学分为理论计算机科学和实验计算机科学两个部分。
2.
专业分支：（红色标注是热门申请分支方向）
计算理论 (theory of computation)：计算理论是计算机科学的理论基础。
该领域主要关心三个方面的问题：第一，采用什么计算模型（形式语言、
自动机）；第二，解决哪些是能计算的、哪些是不能计算的（即可计算
性理论）；第三，要用多少时间、要用多少存储（计算复杂性理论）。
算法 (Algorithm)：算法是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的
有限序列，其中每一条指令表示一个或多个操作。算法的三个关键问题
是：Is it correct? How efficient is it? Can one do better?即寻求一种求解步
骤，使得某个问题的解决达到：正确性、效率高、最优化。
程序设计语言与编译(Programming Languages and Compilers)：程序设计语
言包括低级语言和高级语言，平时我们一般接触的都是高级程序设计语
言，基本接近于自然语言，比较简明易懂，但是计算机能够读懂的只是
二进制的语言，所以我们需要把高级语言转换成计算机可识别的二进制，
从而通过计算达到我们想要的结果作为输出。这个转变的过程即编译过
程，通过编译器来实现。
数据库与信息(Database and Information): 数据库是按照数据结构来组织、
存储和管理数据的仓库。我们日常生活和工作中会接触到大量的数据，
这些数据我们通过传统的方式没有办法更好地处理，需要借助计算机来
进行组织、存储和管理，这就是数据库方向所解决的问题。
科学计算(Scientific Computing)：科学计算即是数值计算，科学计算是指
应用计算机处理科学研究和工程技术中所遇到的数学计算。在现代科学
和工程技术中，经常会遇到大量复杂的数学计算问题，这些问题用一般
的计算工具来解决非常困难，而用计算机来处理却非常容易。在解决的
过程当中，通常通过数学模型的构建、定量分析的方式来进行。
人工智能(Artificial Intelligence)：是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人
的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 它企图了
解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的
智能机器，该领域的研究包括机器人、计算机视觉、语言识别、图像识
别、自然语言处理和专家系统等很多方面。其中的某些领域在美国大学
当中也单独拿出来作为一个方向进行设置，比如，机器人、自然语言处
理。
计算机系统结构(Computer Archetecture)：是一个计算机系统的概念设计
和根本运作结构。它主要侧重于 CPU 的内部执行和内存访问地址。这个
领域经常涉及计算机工程和电子工程学科，选择和互联硬件组件以创造
满足功能、性能和成本目标的计算机。
计算机图形学与可视化(Computer Graphics)：计算机图形学是一种使用数
学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单
地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、
以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
计算机安全(Security)：就是保护计算机硬件、软件、数据不因偶然的或
恶意的原因而遭到破坏、更改和显露。计算机安全作为一个方向，主要
包括以下研究内容：计算机网络安全，计算机系统安全，信息安全，密
码学等等。
计算机网络(Computer Networks)：计算机网络的研究内容主要包括：计算
机网络协议、移动网络、无线网络、网络安全等。
软件工程(Software Engineering)：软件工程是一门研究用工程化方法构建
和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。它涉及到程序设计语言，
数据库，软件开发工具，系统平台，标准，模式识别等方面。
计算生物学/生物信息学(Computational Biology)：作为一门交叉性极强的
学科，计算机科学下的计算生物学除了要求计算机科学相关的学科背景
之外，还需要申请者具有生物学的一些基础知识。
