工程类专业一直都非常热门,因为在它的就业和薪酬都非常好,先来看看工程类专业的薪酬数据:
工程类相关职业年薪中位数都在10万美金左右,毕业后从事工程方面的工作,日子会过得很舒服。美国的工程专业非常强,纽约州立大学水牛城分校的工程与应用科学学院(School of Engineering and Applied Sciences)院长莉斯尔•福克斯(Liesl Folks)表示,不论是美国学生还是国际学生,在申请工程研究生项目时都需要展示出基本相同的素质。
然而在选择工程类专业时,很多同学都会先被各种分支迷花了眼。CS,CE,EE,ECE……究竟哪个才是最适合自己的?
CS,全称 Computer Science;
CE,全称 Computer Engineering;
EE,全称Electrical Engineering;
ECE,全称 Electrical & Computer Engineering。
在美国的研究生项目中,这几个学科都是申请的热门方向,虽说其中都有computer,但我们可以泛泛地将它们混为一谈吗?他们之间有什么区别?今天我们就来一探究竟! 电子电气工程专业 电气工程(电子工程),Electrical and electronic engineering 或 Electronices Engineering,经常简称为EE。
电子工程是信息技术的基石,研究一切与电有关的现象,理论,及其应用的工程学科。在国内高校,EE叫电气工程,电子工程,主要分为强电和弱电。在美国高校,EE比较常见的就是和CS相结合,又称为ECE。
我们现在提到的电气电子工程(EE) 所指的是一个宽泛的工程领域。随着信息技术的迅速发展,EE与其他学科的交叉领域拓宽,电子工程涵盖了更多其他专业的工程行为。总的来说,EE专业在美国可以归纳为以下这些方向:
01 微电子 (Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS) or NEME,BioMEMS,BioNEMS):
主要是研究电子或离子在半导体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能的学科。
02 集成电路设计 (Integrated Circuit Design):
亦称微电路(microcircuit),有些学校将其与微电子合并为一个专业招生,是研究将电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的学科方向。
03 光电方向 (Optics):
光电是以光的量子力学(quantum photonics)为基础,研究光子和电子,并应用于半导体材料上一门学科。
04 电磁 (Electromagnetic):
涉及到了MSE,physics等其他学科,狭义来说是一门探讨电与磁的交互关系的学科。主要研究电磁波,电磁场以及有关电荷,带电物体的动力学等。其中电磁学在雷达的设计中起到了很重要的作用。
05 网络/信息安全 (Network/Information Security):
这是一门涉及到计算机科学、网络技术、密码技术和应用数学等多种学科的综合性学科。
06 通信与信号处理 (Communication and Signal Processing):
该学科关注的是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。通信工程研究的是,以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲,从发送端(信源)传输到一个或多个接受(信宿)。接受端能否正确辨认信息,取决于传输中的损耗高低。信号处理是通信工程中一个重要环节,其包括过滤,编码和解码等。信号处理的发展难点主要在于数学算法上,因此对于数学思维能力要求会比较高。
07 图形图像处理 (Image processing):
对图像进行分析、加工、和处理,使其满足视觉、心理以及其他要求的技术图像处理是信号处理在图像域上的一个应用。目前大多数的图像是以数字形式存储,因而图像处理很多情况下指数字图像处理。
08 系统控制 (System Control):
研究内容主要有鲁棒与最优控制,大规模动态系统,多变量系统的标识,最小最大控制与动态游戏,用于控制与信号处理的自适应系统,随机与自适应控制等。
09 电力系统 (Power System):
在智能电网和能源互联网的浪潮下,电力系统的研究内容越来越丰富,已不仅仅局限在保障电力供给的安全、可靠、经济、绿色、稳定运行,电力市场、电力预测等新方向也很受欢迎,与信息技术等学科的结合越发紧密。
10 电力电子 (Power Electronics):
研究电能变换(包括AC-DC,DC-DC,DC-AC,AC-AC),致力于为用户提供最优的电能,研究内容涉及器件、拓扑和控制,是一个多学科交叉的方向。
11 电机 (Electric Machines):
研究新型电机设计及其先进的控制方法,为特定用户,如航空航天飞行器、大型船舰、机器人、电动汽车等特定应用,匹配电机和电机牵引方式,使得电机更加高效、更大功率,更小,更容易制造和更好匹配应用。
计算机工程专业 CE是研究计算机系统及其应用技术的一门科学。涉及电气工程和计算机科学领域,从设计的计算机处理器,个人电脑、服务器和超级计算机到使用计算机这个工具来解决一些应用上的问题,如程控机床、车辆监控、工业和家电监控系统等,更注重系统应用(计算机系统及其应用)。
电子和计算机工程专业 ECE,电子和计算机工程利用围绕电力的基本原理来推进当今的新兴技术,从半导体设备到先进的通信网络,从自供电传感器到电动汽车,从可穿戴设备到认知医学成像,从自动驾驶汽车到智能城市。
在这个广泛的学科中发现了许多子领域,所有这些子领域都建立在数学和计算机科学、物理和生命科学、电磁学、电子学和系统的基础之上。美国有的学校的EE系叫ECE,有的叫EE,其实区别就是是否把Computer Engineering放到EE系,还是CS,不放进去的话就叫EE(相应的CS系就叫CSE),放到话就叫ECE。
计算机科学 计算机科学专业是系统性研究信息与计算的理论基础以及它们在计算机系统中如何实现与应用的实用技术的学科。它通常被形容为对那些创造、描述以及转换信息的算法处理的系统研究。计算机学科主要分为三个大的研究类别:计算机系统结构、计算机应用、计算机软件与理论。
具体方向有:
01 系统与网络( System and Network )
计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来,以功能完善的网络软件实现网络的硬件、软件及资源共享和信息传递的系统。简单的说即连接两台或多台计算机进行通信的系统。
02 人工智能与机器人( Artificial Intelligence and Robotics )
主要包括机器意识(包括机器学习,知识表达与推论,机器人),动态系统模拟,动力学计算,触觉控制( haptic control )自然语言习得与处理,计算语言学,统计语言技术,自动推理,图形图像,人机交互,成像感知与传感器,概率推论,神经估算,计算机视觉,视觉场景认知,模式识别,人工免疫,神经网络,遗传算法,小波分析,信息系统以及计划,信息提取,制造和控制理论等。
03 计算机隐私与安全( Privacy and Security )
计算机安全主要是保护计算机与网络免于滥用和干扰。从过去的历史看来,计算机攻击一般来说包含了攻击系统的完整性,保密性与可用性。而如今的信息安全技术一直在发展中,不单包含了对上述攻击的防御,同时也增加了更多的应用,如垃圾邮件,以及防止身份盗用而导致的信息泄露等。
04 编程语言( Programming Language )
包括开发新型编程语言以助程序员实用高效地开发可靠的软件。
05 数据库( Database )
与数据管理相关的所有方面,包括数据存储,数据检索,数据分析和视觉化等,为各种新型的应用领域建立大型的数据系统。可应用的领域有电脑游戏设计,数据隐私与安全等。
06 计算机图形学( Computer Graphics )
计算机图形学( Computer Graphics ,简称 CG )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。如何在计算机中表示图形 , 以及如何利用计算机进行图形的生成、处理和显示的相关原理与算法,构成了计算机图形学的主要学习内容。
07 生物信息学与计算生物学( Bioinformatics and Computational Biology )
人类基因工程的完成对现代生物学中的新型计算和理论工具提出了新的要求。这些计算和理论工具对于分析,理解和控制生命的具体信息都是至关重要的。此方向属新兴的研究,主要是利用应用数学,信息学,统计学与计算机科学的方法来研究生物学的问题,因此也需要从事此方向学习和研究的学生有较强的数学和统计背景。
08 算法( Algorithm )
广义上面的算法是指为解决一个问题而采取的方法和步骤,而 CS 下的算法则是指计算机为了解决某一个问题或者完成某一个任务的一系列清晰的指令.
09 计算机理论( Computer Theory )
涵盖了可计算性、文法与自动机、逻辑学、复杂性及语义学等 5 个部分,涉及到可计算性理论、形式语言、逻辑学与自动演绎、可计算复杂性和编程语言的语义等内容,并学习和研究这些内容之间的联系。
10 科学计算( Scientific Computing )
又称为计算科学,它的主要学习内容和研究领域是利用数学模型的构造以及数量分析的技术,通过计算机来分析和解决科学问题。在实际的应用中,科学计算经常用于计算机仿真以及其它各种问题的数学计算。
11 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。它的目标是在时间、资源、人员这 3 个主要限制条件下构建满足用户需求的软件系统,包括提高软件质量设计新的形式与结构、开发新的科技以降低软件系统的成本、提高软件的正确性与实用性。软件工程的关注点是如何为用户创造价值。
12 计算机视觉( Computer Vision )
计算机视觉是就是指用摄影机和计算机代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉,并进一步做图像处理,用计算机处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。
13 计算机体系结构( Computer Architecture )
计算机体系结构主要学习与研究计算机的结构和功能,以及它们在电子技术方面的应用。具体地说计算机体系结构指的是计算机系统设计的观念与架构,描述计算机在实做的设计原则。它确定了一台计算机设计的部件、部件功能以及部件间接口。
14 人机交互( Human Computer Interaction )
人机交互,简称 HCI ,是一门研究人、计算机以及它们之间的相互影响的学科。人机交互技术是指通过计算机输入、输出设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。它与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。
美国部分学校介绍
⭐ 加州大学伯克利分校 University of California, Berkeley
加利福尼亚大学伯克利分校(University of California, Berkeley) ,简称伯克利,坐落美国旧金山湾区伯克利市,是世界顶尖的公立研究型大学。2021年软科世界大学学术排名第5位 ,被誉为"公立常春藤",国际公立大学论坛成员,在学术界享有盛誉。
作为加州大学的创始校区,伯克利以自由、包容的校风著称。作为世界重要的研究及教学中心之一,其在物理、化学、计算机科学、工程学、经济学、法学等诸多领域位列世界前十,与旧金山南湾的斯坦福大学构成美国西部的学术中心。
截止2021年10月4日,伯克利校友、教授及研究人员中,产生了114位诺贝尔奖得主(世界第三) 、14位菲尔兹奖得主(世界第四)和25位图灵奖得主(世界第三)。
伯克利为硅谷培养大量人才,包括英特尔创始人戈登·摩尔、苹果公司创始人斯蒂夫·沃兹尼亚克、特斯拉创始人马克·塔彭宁等。知名华人作家张爱玲、国学家赵元任、政治家孙科均曾在此求学或工作。 图片来源,官网截图:
https://engineering.berkeley.edu/academics/undergraduate-programs/electrical-engineering-computer-sciences/
⭐ 康奈尔大学 Cornell University
康奈尔大学(Cornell University),位于美国纽约州伊萨卡,是一所世界顶级私立研究型大学(另有两个校区位于纽约市和卡塔尔教育城)。该校是美国大学协会的十四个创始院校之一,著名的常春藤盟校八成员之一。康奈尔大学由埃兹拉·康奈尔和安德鲁·迪克森·怀特于1865年建立,是常春藤盟校中创建于美国独立战争之后的新生力量,其办学理念影响了全美高等教育,办学规模为当时全美高校之最。
康奈尔大学采用公私合营的办学模式,最初以农工学院为特色而起家。康奈尔大学专业包括理工、经管、文理、农业、兽医、建筑、教育、金融以及传媒等。截止2020年10月,共有61位康奈尔大学的校友或教研人员曾荣获诺贝尔奖,在全球高校中列第十二位,居全美第十位。 图片来源,官网截图:https://www.ece.cornell.edu/ece
⭐ 密歇根大学安娜堡分校 University of Michigan, Ann Arbor
密歇根大学安娜堡分校(University of Michigan, Ann Arbor),也译作密西根大学安娜堡分校,是密歇根大学系统的旗舰校区。因此通常"密歇根大学"就能代指"密歇根大学安娜堡分校"。密歇根大学安娜堡分校是位于美国密歇根州的一所世界顶尖著名公立大学,于1817年建校,是美国历史最悠久的大学之一,也是美国公立大学的翘楚,在世界范围内享有盛誉 。建校以来,在各学科科研领域中成就卓著并在全世界拥有巨大的影响,有95个学科项目排名全美前十名。
密歇根大学建校以来,在各学科领域中成就卓著并拥有巨大影响,多项调查显示该大学超过70%的专业排在全美前10名,被誉为"公立常春藤",与加州大学伯克利分校以及伊利诺伊大学香槟分校素有"公立大学典范"之称。密大同时也是美国重要的学术联盟美国大学联合会的14个发起者之一。因为高质量的教育,该校的学术水平和校友质量都很高。
其校友中包括1位美国总统、26位诺贝尔奖得主、1位菲尔兹奖得主、6位图灵奖得主、8位美国国家航空航天局宇航员、18位普利策奖得主、25名罗德奖学金得主、30多位各个大学的校长、上百位文艺娱乐界明星、上千位著名运动员以及不可计数的各行业的精英。 图片来源,官网截图:https://ece.engin.umich.edu/
⭐ 卡耐基梅隆 Carnegie Mellon University
https://www.cmu.edu/
卡耐基梅隆大学(Carnegie Mellon University),简称CMU,坐落在美国宾夕法尼亚州的匹兹堡,匹兹堡是宾夕法尼亚州第二大的城市。CMU在美国大学中最早创立了计算机系,后来又发展成为计算机科学学院,曾诞生过5位“图灵奖”获得者。
CMU是全美乃至全世界最大的计算机学院。对于一般的美国院校来说,计算机科学只是设置为一个系,即Department of Computer Science, 然而,CMU直接就开设成为了一个院 School of Computer Science,是美国少数几个将计算机科学专业独立成院的大学之一,也是美国乃至全世界最大的计算机学院。
同时,CMU 还将自己在计算机领域的优势普及到了各个学科,各学位都与计算机技术密切结合,比如传统的土木工程专业。除此之外,CMU还鼓励学生在交叉学科领域探索和研究。
学校内还设有独特的跨学科项目,如 Master of science in computational biology(MSCB,计算机生物学硕士,由计算机学院于梅隆理学院合办),Master of entertainment technology (ETC, 计算机科学学院和艺术学院共同组建的娱乐技术中心,娱乐科技硕士),Master of science in music and technology (由计算机科学学院和技术学院合办),Master of Engineering & technology innovation management(工程宇科技创新管理硕士),Ph.D program in machine learning(机器学习博士项目)等。
(1) Computer Science
■ Master of Science in Computer Science
来源:官网截图,
https://csd.cmu.edu/academics/masters/overview#mscsoverview
(2) Computational Biology
■ Master of Science in Computational Biology
来源:官网截图,https://www.cmu.edu/ms-compbio/
■ Master of Science in Automated Science: Biological Experimentation
来源:官网截图,http://msas.cbd.cmu.edu/
(3) Human-Computer Interaction
■ Master of Educational Technology and Applied Learning Science 来源:官网截图,
https://www.hcii.cmu.edu/masters-educational-technology-and-applied-learning-science-program-overview
■ Master of Science in Product Management
来源官网截图https://ms-product-management.cmu.edu/
(4) Institute for Software Research
■ Master of Science in Information Technology - Privacy Engineering
来源:官网截图,https://privacy.cs.cmu.edu/
(5) Language Technologies Institute
■ Master of Science in Artificial Intelligence and Innovation
来源官网截图,https://msaii.cs.cmu.edu/
■Master of Science in Intelligent Information Systems
来源官网截图,https://www.lti.cs.cmu.edu/learn)
(6) Machine Learning
■ Master of Science in Machine Learning
来源官网截图,
https://www.ml.cmu.edu/academics/primary-ms-machine-learning-masters.html
(7) Robotics Institute
■ Master of Science in Computer Vision
https://www.ri.cmu.edu/education/academic-programs/master-of-science-computer-vision/
■ Master of Science in Robotics
来源官网截图,https://www.ri.cmu.edu/education/academic-programs/master-of-science-robotics/
⭐ 康奈尔大学 Cornell University
https://www.cornell.edu/
美国康奈尔大学的计算机系是计算机与信息科学学院的分支,而且是最核心的部分。该计算机系具备了计算机领域的所以研究方向的世界级水平,被大家公认为全美五强计算机系之一。
康纳尔大学计算机系迄今为止,获得的荣誉无数,其中最著名的有获得的两次计算机领域的顶级大奖——“图灵奖”,以及美国科学研究中著名的MacArthur “genius”奖。
美国康奈尔大学计算机科学系(Department of Computer Science)研究生阶段开设的学位有:M.Eng、MS、PhD三种。计算机科学专业M.Eng学位在2个校区皆有教学点:康奈尔主校区和纽约校区;申请者拥有计算机科学或相关本科专业背景,且满足数学、微积分、线性代数、数学分析、统计学、计算机科学等前置课程要求。
该校主要包括 11 个研究领域:
人工智能、机器人、计算生物学、科学计算、计算机架构与超大规模集成电路、网络安全、数据库系统、系统与网络、计算机图形、计算机理论和程序设计语言。
人工智能:这是 Cornell 的 CS 里最有实力的研究。从 1990 年开始,在世界的 AI 研究领域中始终处理领导者的地位,拥有多个研究小组。
计算机理论:Cornell 最传统、深入的研究领域之一,研究涉及了全部的计算机理论,旨在发展现代计算复杂性理论,有效的基础图算法,并使用应用逻辑与正式验证构建可靠系统。
■ Computer Science
来源:官网截图,
https://gradschool.cornell.edu/academics/fields-of-study/field/computer-science/)
■Computer Science M.Eng. (Cornell NYC Tech)
来源:官网截图,
https://tech.cornell.edu/programs/masters-programs/master-in-computer-science/curriculum-computer-science/
■ Computer Science M.Eng. (Ithaca)
来源官网截图https://gradschool.cornell.edu/academics/fields-of-study/subject/computer-science/computer-science-meng-ithaca/
■ Computer Science M.S. (Ithaca)
来源官网截图,https://www.cs.cornell.edu/courseinfo/listofcscourses
■ Computer Science Ph.D. (Ithaca)
来源:官网截图,
http://www.cs.cornell.edu/phd)
⭐ 南加州大学 University of Southern California
南加利福尼亚大学(University of Southern California),又译南加州大学,简称南加大(USC),是美国西海岸私立研究型大学,位于美国洛杉矶市,1880年由监理会创立,是美国大学协会和环太平洋大学联盟成员 。
南加大位居U.S. News美国最佳大学排名第22名 、华尔街日报/泰晤士高等教育美国大学排名第18位 、QS美国大学排名第15位 、2021泰晤士高等教育世界大学排名第53位 。
校友及教职工中,有10位诺贝尔奖得主、 6位麦克阿瑟天才奖得主、1位图灵奖得主。校友获得奥斯卡奖数量全美第一,包括斯皮尔伯格、乔治·卢卡斯等影坛巨匠 。南加大在硅谷校友人数位居全美第四 ,世界顶尖计算机科学家入围人数世界第四 。学校培养了众多航天与科技界人才,如登月第一人阿姆斯特朗,高通创始人维特比等。
南加大工程学院拥有两座美国国家科学基金会(NSF)设立的国家工程研究中心 -微电子生物系统中心(BMES)以及综合多媒体系统中心(IMSC) ,并与洛克希德·马丁公司联合设立世界顶尖量子计算中心 ,其被美国国土安全部选为第一所国土安全卓越中心。
南加大信息科学研究院(ISI)掌控着全球仅13个的根域名服务器之一。 互联网域名系统, 动态规划算法, VoIP技术,以及世界第一个防病毒软件都诞生于此。
■ Master of Science in computer science
来源:官网截图,https://viterbigradadmission.usc.edu/programs/masters/msprograms/computer-science/ms-computer-science/
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