国内双非背景实现软件工程师的梦想
- 原创
背景介绍
学生院校背景：西南民族大学
学生专业背景：电气工程
整个沟通过程因为2020年的疫情是全线上的形式，自始至终未见过面，学生家在荆州，由自己的同学家人推荐而来。第一次沟通了解到，学生托福考过2次，第二次考试分数是95，学生是双非背景，电气工程主要的学习内容是硬件方向，希望转向软件工程
特别是信息安全，密码学等方向。学生沟通后的诉求非常明确，首先想要通过留学更新自己的院校背景，其次通过留学转向工作薪酬水平和就业率更高的计算机科学。因为家里有亲戚在美国，即使疫情期间，学生都没有动摇过去美国的决心，并且由于重点考虑就业，最后沟通确认下来的方向考虑的有亚利桑那州，纽约州，加州等地理位置优势比较大的州。沟通后抛弃了初始风险比较大的密码学方向，也放弃了网络安全相对比较敏感的方向，转向数据挖掘，图形学等比较常规的科研内容，通过短期科研活动，来补充自己的科研背景。
申请难点
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。
留学规划与提升
在美国计算机工程很多都是作为
EE
专业下面的一个分支开设，大部分开设在工
程学院，也叫
ECE
。主要是研究计算机体系结构，系统，信息系统与安全等方
面，对学生的要求是，不仅要会编程，更要学生对于电路，电子学和
VLSI
设计
有非常深刻的认知。总的来说，计算机工程是注重系统应用，偏网络和通讯，是
应用型学科，不太深入运用统计，数学等知识。
计算机科学是注重理论学科，主要研究计算机的性质，规律，和运算，。学习方
向主要偏向软件，看中编程，核心课程主要围绕高等数学展开，例如线性代数，
离散数学，实变函数等，大致有
14
个分支，比如当下火热的人工智能与机器人，
人机交互，算法，计算机图形学等。
院校解读
留学方案
Tier 1:
卡内基梅陇大学（
Carnegie Mellon University
）私立大学
加州大学圣地亚哥分校（
University of California-San Diego
）
密歇根大学安娜堡分校（
University of Michigan-Ann Arbor
）
威斯康辛大学麦迪逊分校（
University of Wisconsin-Madison
）
Tier1.5
西北大学（
Northwestern University
）私立大学
弗吉尼亚大学（
Virginia University
）
Tier 2:
佛罗里达大学（
Florida University
）
东北大学（
Northeastern University
）私立大学
加州大学戴维斯分校（
University of California-Davis
）
普渡大学西拉法叶分校（
Purdue University-West Lafayatte
）
Tier3:
伍斯特理工学院（
Worcester Ploytechnic Institute
）
麻省大学阿姆赫斯特分校（
University of Massachusetts-Amherst
）
匹兹堡大学（
University of Pittsburgh
）
斯蒂文斯理工学院（
Stevens Institute of Technology
）
