![計算機科學[一門科學領域]](/img/2/f94/nBnauM3X2QTM5gDM0YDN3MzN0QTMwITOzEDMwADMwAjMwIzL2QzL0EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg "計算機科學[一門科學領域]")
科學領域
作為一個學科，計算機科學涵蓋了從算法的理論研究和計算的極限，到如何通過硬體和軟體實現計算系統。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，確立了計算機科學學科的4個主要領域：計算理論，算法與數據結構，編程方法與程式語言，以及計算機元素與架構。CSAB還確立了其它一些重要領域，如軟體工程，人工智慧，計算機網路與通信，資料庫系統，並行計算，分散式計算，人機互動，機器翻譯，計算機圖形學，作業系統，以及數值和符號計算。
簡介
計算機科學（英語：computerscience，有時縮寫為CS）是系統性研究信息與計算的理論基礎以及它們在計算機系統中如何實現與套用的實用技術的學科。它通常被形容為對那些創造、描述以及轉換信息的算法處理的系統研究。計算機科學包含很多分支領域；有些強調特定結果的計算，比如計算機圖形學；而有些是探討計算問題的性質，比如計算複雜性理論；還有一些領域專注於怎樣實現計算，比如程式語言理論是研究描述計算的方法，而程式設計是套用特定的程式語言解決特定的計算問題，人機互動則是專注於怎樣使計算機和計算變得有用、好用，以及隨時隨地為人所用。
理論計算機
主條目：理論計算機科學
廣義的理論計算機科學包括經典的計算理論和其它專注於更抽象、邏輯與數學方面的計算。
計算理論
主條目：計算理論
按照Peter J. Denning的說法，計算機科學的最根本問題是“什麼能夠被有效地自動化？”計算理論的研究就是專注於回答這個根本問題，關於什麼能夠被計算，去實施這些計算又需要用到多少資源。為了試圖回答第一個問題，遞歸論檢驗在多種理論計算模型中哪個計算問題是可解的。而計算複雜性理論則被用於回答第二個問題，研究解決一個不同目的的計算問題的時間與空間消耗。
著名的“P=NP?”問題，千禧年大獎難題之一，是計算理論的一個開放問題。
信息編碼論
主條目：資訊理論和編碼理論
資訊理論與信息量化相關，由Claude E. Shannon創建，用於尋找信號處理操作的根本極限，比如壓縮數據和可靠的數據存儲與通訊。編碼理論是對編碼以及它們適用的特定套用性質的研究。編碼（code）被用於數據壓縮，密碼學，前向糾錯，也被用於網路編碼。研究編碼的目的在於設計更高效、可靠的數據傳輸方法。
算法
算法指定義良好的計算過程，它取一個或一組值作為輸入，經過一系列定義好的計算過程，得到一個或一組輸出。算法是計算機科學研究的一個重要領域，也是許多其他計算機科學技術的基礎。算法主要包括數據結構、計算幾何、圖論等。除此之外，算法還包括許多雜項，如模式匹配、部分數論等。
程式設計理論
主條目：程式設計語言理論
程式設計語言理論是計算機科學的一個分支，主要處理程式設計語言的設計、實現、分析、描述和分類，以及它們的個體特性。它屬於計算機科學學科，既受影響於也影響著數學、軟體工程和語言學。它是公認的計算機科學分支，同時也是活躍的研究領域，研究成果被發表在眾多學術期刊，計算機科學以及工程出版物。
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於數學的技術，用於軟體和硬體系統的形式規範、開發以及形式驗證。在軟體和硬體設計方面，形式化方法的使用動機，如同其它工程學科，是通過適當的數學分析便有助於設計的可靠性和健壯性的期望。但是，使用形式化方法會帶來很高的成本，意味著它們通常只用於高可靠性系統，這種系統中安全或保全（security）是最重要的。對於形式化方法的最佳形容是各種理論計算機科學基礎種類的套用，特別是計算機邏輯演算，形式語言，自動機理論和形式語義學，此外還有類型系統、代數數據類型，以及軟體和硬體規範和驗證中的一些問題。
並發，並行和分散式系統
主條目：並行性和分散式計算
並行性（concurrency）是系統的一種性質，這類系統可以同時執行多個可能互相互動的計算。一些數學模型，如Petri網、進程演算和PRAM模型，被創建以用於通用並發計算。分散式系統將並行性的思想擴展到了多台由網路連線的計算機。同一分散式系統中的計算機擁有自己的私有記憶體，它們之間經常交換信息以達到一個共同的目的。
資料庫和信息檢索
主條目：資料庫和資料庫管理系統
資料庫是為了更容易地組織、存儲和檢索大量數據。資料庫由資料庫管理系統管理，通過資料庫模型和查詢語言來存儲、創建、維護和搜尋數據。
套用計算機科學
儘管計算機科學（computer science）的名字里包含計算機這幾個字，但實際上計算機科學相當數量的領域都不涉及計算機本身的研究。因此，一些新的名字被提議出來。某些重點大學的院系傾向於術語計算科學（computing science），以精確強調兩者之間的不同。丹麥科學家Peter Naur建議使用術語"datalogy"，以反映這一事實，即科學學科是圍繞著數據和數據處理，而不一定要涉及計算機。第一個使用這個術語的科學機構是哥本哈根大學Datalogy學院，該學院成立於1969年，Peter Naur便是第一任教授。這個術語主要被用於北歐國家。同時，在計算技術發展初期，《ACM通訊》建議了一些針對計算領域從業人員的術語：turingineer，turologist，flow-charts-man，applied meta-mathematician及applied epistemologist。 三個月後在同樣的期刊上，comptologist被提出，第二年又變成了hypologist。術語computics也曾經被提議過。在歐洲大陸，起源於信息（information）和數學或者自動（automatic）的名字比起源於計算機或者計算（computation）更常見，如informatique（法語），Informatik（德語），informatika（斯拉夫語族）。
著名計算機科學家Edsger Dijkstra曾經指出：“計算機科學並不只是關於計算機，就像天文學並不只是關於望遠鏡一樣。”（"Computer science is no more about computers than astronomy is about telescopes."）設計、部署計算機和計算機系統通常被認為是非計算機科學學科的領域。例如，研究計算機硬體被看作是計算機工程的一部分，而對於商業計算機系統的研究和部署被稱為信息技術或者信息系統。然而，現如今也越來越多地融合了各類計算機相關學科的思想。計算機科學研究也經常與其它學科交叉，比如心理學，認知科學，語言學，數學，物理學，統計學和經濟學。
計算機科學被認為比其它科學學科與數學的聯繫更加密切，一些觀察者說計算就是一門數學科學。早期計算機科學受數學研究成果的影響很大，如Kurt Gödel和Alan Turing，這兩個領域在某些學科，例如數理邏輯、範疇論、域理論和代數，也不斷有有益的思想交流。
計算機科學和軟體工程的關係是一個有爭議的話題，隨後關於什麼是“軟體工程”，計算機科學又該如何定義的爭論使得情況更加混亂。David Parnas從其它工程和科學學科之間的關係得到啟示，宣稱計算機科學的主要重點總的來說是研究計算的性質，而軟體工程的主要重點是具體的計算設計，以達到實用的目的，這樣便構成了兩個獨立但又互補的學科。
人工智慧
主條目：人工智慧
這個計算機科學分支旨在創造可以解決計算問題，以及像動物和人類一樣思考與交流的人造系統。無論是在理論還是套用上，都要求研究者在多個學科領域具備細緻的、綜合的專長，比如套用數學，邏輯，符號學，電機工程學，精神哲學，神經生理學和社會智力，用於推動智慧型研究領域，或者被套用到其它需要計算理解與建模的學科領域，如金融或是物理科學。人工智慧領域開始變得正式源於Alan Turing這位人工智慧先驅提出了圖靈試驗，以回答這樣一個終極問題：“計算機能夠思考嗎？”
機器翻譯
主條目：機器翻譯
1947年，美國數學家、工程師沃倫·韋弗與英國物理學家、工程師安德魯·布思提出了以計算機進行翻譯（簡稱“機譯”）的構想，機器翻譯從此步入歷史舞台，並走過了一條曲折而漫長的發展道路。機譯被列為21世紀世界十大科技難題。與此同時，機譯技術也擁有巨大的套用需求。
機譯消除了不同文字和語言間的隔閡，堪稱高科技造福人類之舉。但機譯的譯文質量長期以來一直是個問題，離理想目標仍相差甚遠。中國數學家、語言學家周海中教授認為，在人類尚未明了大腦是如何進行語言的模糊識別和邏輯判斷的情況下，機譯要想達到“信、達、雅”的程度是不可能的。這一觀點恐怕道出了制約譯文質量的瓶頸所在。
計算機體系結構與工程
主條目：計算機體系結構和計算機工程
計算機系統結構，或者數字計算機組織，是一個計算機系統的概念設計和根本運作結構。它主要側重於CPU的內部執行和記憶體訪問地址。這個領域經常涉及計算機工程和電子工程學科，選擇和互連硬體組件以創造滿足功能、性能和成本目標的計算機。
計算機圖形與視覺
主條目：計算機圖形學
計算機圖形學是對於數字視覺內容的研究，涉及圖像數據的合成和操作。它跟計算機科學的許多其它領域密切相關，包括計算機視覺、圖像處理和計算幾何，同時也被大量運用在特效和電子遊戲。
計算機安全和密碼學
主條目：計算機安全和密碼學
計算機安全是計算機技術的一個分支，其目標包括保護信息免受未經授權的訪問、中斷和修改，同時為系統的預期用戶保持系統的可訪問性和可用性。密碼學是對於隱藏（加密）和破譯（解密）信息的實踐與研究。現代密碼學主要跟計算機科學相關，很多加密和解密算法都是基於它們的計算複雜性。
計算科學
計算科學（或者科學計算）是關注構建數學模型和量化分析技術的研究領域，同時通過計算機分析和解決科學問題。在實際使用中，它通常是計算機模擬和計算等形式在各個科學學科問題中的套用。
信息科學
主條目：信息科學
軟體工程
主條目：軟體工程
軟體工程是對於設計、實現和修改軟體的研究，以確保軟體的高質量、適中的價格、可維護性，以及能夠快速構建。它是一個系統的軟體設計方法，涉及工程實踐到軟體的套用。
相關獎項
計算機科學領域的最高榮譽是ACM設立的圖靈獎，被譽為是計算機科學的諾貝爾獎。它的獲得者都是本領域最為出色的科學家和先驅。華人中首獲圖靈獎的是姚期智先生.他於2000年以其對計算理論做出的諸多“根本性的、意義重大的”貢獻而獲得這一崇高榮譽。
專業院校
美國開設計算機科學專業的院校
普渡大學西拉法葉分校，維吉尼亞大學，密西根大學安娜堡分校，喬治城大學，維克森林大學，耶魯大學，哥倫比亞大學，華盛頓大學，卡內基梅隆大學，喬治亞理工學院，加州理工學院，麻省理工學院，史丹福大學，加州大學伯克利分校，伊利諾伊大學香檳分校，威斯康星大學麥迪遜分校，倫斯勒理工學院，哈佛大學，俄勒岡大學。
著名高校
在計算機科學領域排名世界前五的大學：
1. Carnegie Mellon University卡內基梅隆大學
2. Massachusetts Institute of Technology麻省理工學院
3. Stanford University史丹福大學
4. University of California -Berkeley加州大學伯克利分校
5. Cornell University康奈爾大學
5. University of Illinois-Urbana Champaign伊利諾伊大學香檳分校
專業介紹
培養目標
本專業培養德、智、體全面發展，具有計算機套用技術的基礎理論知識，具備計算機及相關設備的維護與維修、行業套用軟體、平面圖像處理、廣告設計製作、動畫製作、計算機網路及網站建設與管理、資料庫管理與維護等套用能力和操作能力的高等技術套用性人才。
主要課程
計算機套用基礎、計算機組裝與維護、計算機區域網路的建設與管理、網路工程、作業系統、伺服器、資料庫的開發與套用、網站建設與網頁設計、C/C++語言、VisualBasic語言、平面設計、3D圖形設計、多媒體設計、專業英語。
就業方向
畢業生主要面向交通系統各單位、交通信息化與電子政務建設與套用部門、各類計算機專業化公司、廣告設計製作公司、汽車行銷技術服務等從事IT行業工作。
