美国CS16个常见研究方向及申请难度（二）

    5、编程语言Programming Languages
　　该领域的研究包括计算机语言的设计与实现，其目标是同时提高开发人员的开放效率和软件质量。包含如下课题：程序语言设计和实现(Programming Language Design and Implementation)：编译器优化(Compiler optimization)，语义(Semantics)，即时编译器(JIT complier)， 域特定语言(DSL：Domainspecific languages)。
　　编程环境和工具(Programming Environments and Tools)：监控(Monitoring)，程序员搜索引擎(Programmer search engines)，基于模型的设计(Model-based design)。
　　程序分析和验证(Program Analysis and Verification)： 模型检测(Model checking)， 静态和动态分析(Static and dynamic analysis)， 定理证明(Theorem proving)， 实时系统的任务调度分析(Schedulability analysis for real-time systems)。
　　申请难度：国际学生申请最热衷的方向。录取的名额较多，招生量较大，拿到全奖的比例和工科其他专业比较低(因为就业)，但在CS 里也并不属于难拿全奖的一个方向，竞争激烈程度一般。通常这个方向研一入学时funding 不多，但第二年后的钱就会比较充裕。

　　6、数据库与信息系统Database and Information Systems
　　包括以下研究内容：
　　数据库(Database)：数据模型，数据查询、集成，各种数据库系统的设计、实现等。
　　数据挖掘(Data Mining)：从数据中提取模式的处理过程。它在很多领域有广泛的应用，如市场营销、监测、入侵检测和科学发现。数据挖掘和机器学习很相关，但是数据挖掘更关注实际应用。
　　信息检索(Information Retrieval)：研究如何提取各种媒体( 文本、音频、视频等，目前的研究以文本居多) 中的信息，同时还搜索与之关联的数据库和万维网。
　　自然语言处理(Natural language processing)：构建一种可以分析、理解和生成自然语言的计算机系统。研究课题包含
　　自动摘要(automatic summarization)，语篇分析(discourse analysis)， 机器翻译(machine translation)， 命名实体识别(named entity recognition)， 自然语言生成(natural language generation) 和语音识别(speech recognition) 等。

　　7、图形学与多媒体Graphics and Multimedia
　　计算机图形学主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、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。研究包含对自然景象的建模和动画生成(modeling and animation of natural phenomena)， 计算拓扑学(computational topology)，图形硬件的使用(graphics hardware utilization)，渲染(rendering)，网格处理和简化(mesh processing and simplification)， 形状建模(shape modeling)，曲面参数化(surface parameterization) 和可视化处理(visibility processing) 等。利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和 技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。多媒体研究包括图像处理(image processing)，视频处理(video processing)，音频分析(audio analysis)，文本检索和理解(text retrieval and understanding)，数据挖掘和分析，以及数据融合(data fusion)。
　　申请难度：申请这个方向，需要掌握计算机制图，计算机成像的一些基本工具及原理，但这通常往往不足以满足录取的要求，因为这种应用性极强的方向更多的强调经验, 所以本科学生要谨慎选择!

　　8、人机交互Human-Computer Interaction (HCI)
　　HCI 主要研究人和计算机之间的交互。它通常被认为是计算机科学、行为科学、设计及其他相关领域研究的交叉学科。研究关于设计、评价和实现供人们使用的交互计算系统及有关这些现象。
　　研究课题包括：
　　上下文感知计算(Context-aware computing):行为分析， 智能空间(Smart Spaces)， 定位感知系统(Location-aware systems)，隐私技术。
　　感知人机界面(Perceptual Interfaces)：基于视觉的界面(Vision-based interfaces)，语音和话语界面(speech and discourse interfaces)。
　　协同和学习(Collaboration and Learning)：基于模式的编辑工具(Pattern-based authoring tools)，ESL(English as a second language) 学习，群组协同技术(group collaboration technologies)，包含按地理分布的远程沉浸协同(geographically distributed tele-immersive collaboration)验光和人的视觉模拟(Optometry and Human Vision Simulation)：计算机辅助的角膜建模和可视化， 医学成像(medical imaging)， 手术仿真的虚拟环境(virtual environments for surgical simulation)，仿真渲染(vision realistic rendering)。
　　申请难度：人机交互技术的申请热度随着这个在业界的关注度提升而渐渐升温，但该方向对于申请者的背景要求同样很高，多数录取者也是具备研究生学位。因此对于本科毕业的学生来讲申请这个方向的难度也是相当大的!

　　9、科学计算Scientific Computing
　　科学计算主要是研究构建数学模型(mathematical models)和数值解法(numerical solution)，并用计算机来分析和解决科学、社会科学以及工程问题。研究课题包含：
　　并行计算(Parallel computing): 并行计算语言和并行算法。
　　自动性能调整(Automatic Performance Tuning):Automatic generation of optimized implementations of computational and communication kernels。
　　网格剖分(Mesh generation)：自动生成三角网格(triangulated meshes) 来表示物理和计算区域。
　　矩阵计算(Matrix computations)：设计高效的矩阵计算算法和软件。
　　浮点数(Floating point)：可扩展的精度算术(Extended precision arithmetic)，可靠的浮点数标准(Reliable floating point standards)， 浮点数标准的体系和执行时间实现(Architectural and run time implications of floating point standards)，浮点数标准的编程语言实现。
　　计算机代数(Computer Algebra)：符号数学计算方法。
　　申请难度：该方向的申请一直是不温不火的局面，由于这个方向偏基础所以大多数申请者考虑到今后就业的问题而放弃了他，也因为这个方向的资金相对较少，所以不被大多数人所关注，只是本科从事该方向学习的学生是申请这个方向的主流。历年AD 出一些,OFFER 相对较少! 算法是属于计算机理论里的了，基本属于计算机里的基础学科，任何的计算机相关的专业基本上都会用到这个部分，所以相对申奖也比较容易。