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在计算机专业就读是一种什么体验? 计算机网络技术就业方向

如今,高中生考虑选专业的时间已经越来越早。

过去是高考出分后填报志愿,而现在无论高校的选拔考试,还是新高考的选科规划,都面临专业选择的问题。

即便进入大学后,也必须尽早规划未来的出路。

打算出国,得早考托考G,好在大三申请暑期海外科研或交换。打算就业,得通过实习积累经验并刷新履历。即便是保研,这个看起来最不容易出错的选择,也需要权衡。

在这篇文章中,我们邀请清华大学计算机专业本科、美国南加州大学计算机视觉博士,与我们分享计算机专业的 学习内容、学习规划、毕业出路和大学生活的方方面面。

计算机是培养“码农”的专业吗?

对于计算机专业,很多同学都会有个疑问:计算机专业是“码农”专业吗?

我的答案是:它既是,也不是。

编程就像开车一样,是这个学科通往不同目标的一个必不可少的工具,但是它并不是这个学科真正的目的。也就是说 计算机科学的目的主要是去实现满足不同需求的计算机系统,比如操作系统、人工智能,而并不是单纯地为了编程而编程。

在计算机科学中,编程是一切的基础,但是如何编程,如何更好地编程,如何搭建整个系统的框架、设计算法才是这个学科的重中之重。

计算机专业有什么特点呢?

最大的特点就是既包含了硬件,又包含了软件。

在电子信息这个学科里面包含了电子工程、计算机科学、软件工程等自动化的一系列专业,计算机科学在这些专业中起到的就是承上启下的作用。

举个例子,电子系的同学们设计制造出一款芯片,但是如何让这款芯片执行相应的计算机指令,并且把软件工程专业的同学们开发的软件翻译成相应的指令在对应的芯片上执行,这就是计算机系的同学需要做的事情。

所以我们既需要在特定的硬件上搭建系统,也要利用这个系统来开发一些新的软件。

计算机专业的就业方向还包括传统的软件开发,芯片设计,网页制作以及系统维护等等。

计算机专业到底是做什么的?

就以我本科就读的清华大学计算机系为例。

清华大学计算机系设立了五个研究所,囊括了计算机科学的大部分方向,分别是 智能技术与系统国家重点实验室、 人机交互与媒体集成研究所、 计算机网络技术研究所、 高性能计算研究所和 计算机软件研究所。

◆ 智能技术与系统国家重点实验室

这个实验室的研究方向包括了机器学习、人工智能以及智能系统的一些应用。

机器学习也是最近比较流行的一个方向,它可以被应用在天气预报、物流管理包括我们最近很流行的大数据等一系列应用。人工智能大家应该更熟悉了,应用的方向也有很多,包括人脸识别、推荐系统等等。

◆ 人机交互与媒体集成研究所

下面分点介绍一下人机交互与媒体集成研究所的主要研究方向。

首先是计算机图形学。简单来说,计算机图形学的目标就是在计算机上展示一个贴近真实的世界,让人更有沉浸感,终极目标就是“以假乱真”。

这方面的研究有很多的应用方向包括我们都很熟悉的游戏,近几年游戏产业的进步也要归功于计算机图形学的发展。

除了游戏之外,还有电影、动画等领域也是图形学的一个重要应用方向,而且有很多的创业公司、电影公司实际背后都有着计算机图形学研究者的支持,一些特效行业背后也有着计算机图形学的大量应用。

其次是人机交互设计,设计的就是如何让人与计算机交互,包括语音、手势甚至眼球的动作等都可以作为人与计算机的交互方式。

一个最经典的人机交互的例子就是鼠标。在计算机刚开始诞生的时候,是没有鼠标的,大家都是通过键盘来进行输入的。因为大家有这方面的需求,有着改善人机交互的强烈动机,所以鼠标被设计出来了。

然后是计算机视觉,这个方向的终极目标就是让计算机拥有“眼睛”,可以感知这个世界的变化,我们国内最近大范围应用的人脸识别就是计算机视觉的一个分支。

最后是多媒体处理,这个我们可以认为是计算机视觉的一个延续,就是在如何认知这个世界之后,就可以对多媒体进行进一步的操作。

在这方面有一些很出名的软件大家应该很熟悉,就是PS和绘声绘影等视频剪辑软件,在这些软件的背后,每一个特效、剪辑效果都是有一套完整的多媒体处理算法在支持。

◆ 计算机网络技术研究所

计算机网络技术研究所主要研究的是计算机的网络技术,包括一些算法层面上的网络研究。

但是这方面的研究和电子信息专业的同学有所区分,电子信息专业同学更多地是一些硬件设备,通讯协议包括电子电路上的一些发展,而 计算机专业的网络技术研究更多地是偏向于系统和软件的开发,包括如何在提升整个网络速率的同时保证信息传输的正确和稳定。

当然这方面的研究无法和硬件上的研究完全分割开的,更多的情况下是计算机专业的同学和电子信息专业的同学一起合作来提升整个的网络质量。

最好的例子就是5G通信技术,里面就包含了从电子工程到计算机科学包括软件工程一系列的专业知识,只有大家通力合作才能实现。

◆ 高性能计算研究所

高性能计算研究所主要研究的是如何提升计算的性能。

提升计算的性能有两个方面,一个是如何让计算机本身运行的很快,另一个就是让计算机的计算速率变快。这也就是我们熟知的超级计算机,这是高性能计算研究所的一个重要方向,有大量的老师和同学进行相关的研究。

我们现在已经有了运行很快的计算机,那么如何让我们的程序软件在这个机器上也能很高效地运行,这就涉及到了一些软件层面的算法研究,这两个方向都非常重要,而且都相辅相成的。

我们不仅要拥有一个很快的计算机,同时也要有很高效的算法,才能保证整个系统的运行是比较高效的。

除此之外,高性能计算研究所还囊括了一些自动化研究设计的研究方向,包括CPU设计、芯片设计等等,还包括了编译器设计。

我们的程序写出来其实无法看懂的,我们需要把写出来的程序翻译成机器的语言,那么如何高效地建立这种翻译,并且让翻译之后的机器语言同样能够以非常高效的形式在计算机上运行,这就是编译器设计的主要研究方向。

◆ 计算机软件研究所

计算机软件研究所主要进行的是计算机软件方面的研究,包括操作系统、软件工程和数据库。

简单来说, 操作系统就是在计算机硬件和一些基础的系统的基础上进行一些更加高级的设计, 能够让用户更好、更安全地使用这个计算机系统。

软件工程是一个很有趣的方向, 软件工程的主要目的并不是开发软件,而是如何更有效地进行软件的开发,也就是说这个方向会涉及到一些编程、流程的设计,开发流程的设计包括如何维护程序的稳定。

另一个主要的研究方向是数据库。数据库的应用非常广泛,我们平时进行网购、外卖或者一些在线的服务,背后都有一些强大的数据库的支持。

如何让数据库更好更快地检索数据,或者承受瞬间的巨大流量,就比如阿里的“双十一”,这样大的流量就需要数据库的开发人员进行一些特殊的设计,如何进行这样的设计,就是一个重要的研究内容。

人工智能的兴起,与计算机专业

最近人工智能非常火爆,这也是目前来说计算机行业里面最流行的一个方向。相关的就业机会也是非常的多,大量的科技公司甚至包括一些传统行业的公司来说,都对人工智能的人才有着需求。

当然,AI并不是计算机专业的全部,有一些传统的计算机领域在目前仍然是具有很好的前景的领域。

比如操作系统,我们国家一直在推行操作系统国产化,所以对于这方面的人才需求也是非常高的。除此之外,还有一些关于超级计算机的设计开发。

我们国家的“天河二号”是非常先进的,那么如何把一些硬件设备组合在一起搭建成一个具有很强计算能力的平台,并且为这个平台提供一些系统层面的支持,让广大的科学研究人员能够利用好这一个计算平台,这就是计算机专业应该做的事情。

人工智能的出现对于计算机专业的最大影响是出现了大量的交叉学科,也就是将人工智能应用到了其他的学科领域来提供一些不一样的研究方法与研究方向,其中就包括生物医药领域和交通工程领域。

在生物医药的研究中,很多时候都需要进行大量的实验来探索哪种方法是更加有效的,或者哪种分子结构能够在生物体统中起到更好的作用。

在过去这样的实验方向的筛选主要是依靠研究人员的经验等方面来决定,但是在人工智能诞生之后,我们可以把这一部分的内容交给AI来实现。

通过对过往数据的分析,人工智能能够做出和拥有很多经验的实验人员一样甚至接近的角色,那么就可以显著地提升相关领域的研究进度,给我们整个行业提供很大的帮助。

另一个交叉领域是交通工程。在以往进行道路设计的时候,我们只能通过一些模型来进行预测。但是有了人工智能之后,我们可以利用人工智能来进行道路流量的预测,包括道路是否拥堵,是否有大量行人通行等等情况。

在我们拥有了这些预测数据之后,就可以对道路的设计以及城市的规划提供一个比较好的参考。

总而言之,交叉学科的出现就是一个将计算机的数据处理能力与人类的智能进行结合的过程,使用人工智能的模拟让计算机进行一些以往只有通过人本身的决策才能做到的事情,同时又保留了计算机对大量数据的敏感性。

也就是说我们同时发扬了人的智能优势和计算机的数据优势来指导我们做出更好的决策,并且对进一步的研究方向有了更好的理解。

如何选专业 :人工智能 v. 计算机?

既然人工智能这么流行,那么大家就会关心,应该选择“人工智能”专业还是计算机专业?

以我个人的理解,人工智能专业和计算机专业目前没有本质上的区别,主要的不同是具体的课程设计。

但是在基础课程上,人工智能专业和计算机专业是有很大的内容重叠的,人工智能所需要的数学基础、编程基础也是计算机专业的学生的必修课程,而一些更加专精的课程可能是AI专业单独开设的,但是计算机专业的同学也可以通过选修来进行相应的学习。

除了AI的课程之外,传统的计算机专业依然保留更多的系统相关的课程,包括之前提到的操作系统以及软件工程等系统性的学科。

我个人的建议是:如果你已经想好了坚定地走人工智能的道路,是可以选择人工智能专业的。

因为学校开设了相关的新专业,必然在这个方面上有一些资源的倾斜,也就是说选择人工智能专业会在选择导师时,上课的时候会比传统的计算机专业的学生有一定的优势。

但是这也不能说,选择了计算机就不能进行人工智能方面的学习。选择了计算机专业,我们一样可以通过不同的课程组合来达到一样的学习效果。

但是如果没有明确的目标,那么选择计算机专业,能够让你对计算机科学的方方面面都有一些深入的了解,从最底层的系统硬件层面,到大家比较熟悉的软件层面。只有在进行了广泛深入的了解,才能对自己以后的研究兴趣、工作方向等等有一个比较好的认知。

还有一点是非常不建议的,就是以读工科硕博的目的而选择读基础学科的本科。

基础学科的开设的主要目标还是专注于本专业的前沿研究,其中有大量的专业性很强的前沿内容是与工科专业(比如计算机)没有直接的相关性。

如果贸然选择基础学科会将大量的时间和精力花在这上面,很可能反而忽略的计算机等专业技能的培养,这是非常得不偿失的。

所以更好的方式是选择工科专业,如果在学习的过程中意识到自己需要有更好的数理基础,可以辅助性的选修一些对应院系的课程来达到增强数理基础的目的。

一句话总结就是,我们要明确自己的主要目标是学习计算机等工科专业,而不是学习数学、物理等基础学科,否则就本末倒置了。

举个例子,在国外申请计算机硕士的时候,国外的学校要求证明你有一定的计算机基础。

那么计算机专业的同学只要拥有这张文凭就可以打消学校的顾虑,而非计算机专业的学生需要更多的佐证来证明自己有这方面的基础,并且自己也想要致力于计算机方面的研究,这方面就需要花费更多的时间和精力。

如果我们一开始就笃定地想要进行计算机的学习,就没有必要选择基础学科相关的专业。

计算机专业都学些什么?

下面介绍一下计算机专业的生活或就业的相关内容。

总体来说,在计算机专业学习是比较累的,因为会有大量的相关课程和大量的相关作业,甚至还包括同学之间的竞争压力会让人承受非常大的负担。

尤其是在刚入学时可能要面对许多已经有了编程基础的奥赛选手,要花更多的时间来弥补和他们在编程能力上的差距。

但是这并不是不可逾越的鸿沟,只要多花一些时间和精力,就可以通过个人的努力来缩短与这些同学之间的差距。

大一的课程主要包括一些数学基础,包括微积分、现代代数、编程基础等。

大二包含了一些更高阶的数学课程,复变函数数值分析等,同时也提供了一些基础的计算机科目比如数字电路模拟电路、数据结构等,也有一些应用层面的课程,比如计算机图形学、人工智能等。

到了大三,就会有一些专业性更强的课程出现,包括网络工程、编译原理、软件工程、计算机组成原理等。除此之外,还有一些人工智能相关的课程,比如模式识别、数字图像处理、密码学等。

这里的人工智能课程和大二的人工智能课程是不一样的,区别在于大二的人工智能更多的是导论形式,让你对人工智能的方方面面有一些比较初步的了解,而大三的课程则会对某个方向进行一些全面而深入的学习与研究。

大四主要的内容是毕业设计,当然也可以继续选修之前提到的不同方向的计算机课程来丰富自己的知识库。

总的来说,计算机专业是一个非常注重实践的专业,有着大量的编程训练和系统设计的过程,这就需要同学们有一定的动手能力。

计算机有哪些就业方向?

计算机专业毕业去向主要就是三条路,一个就是保研,一个是出国,还有直接就业。

很多同学会有疑问:问什么要选择保研而不是直接就业?

这其实涉及到了取舍的问题。因为我们国家的硕士项目更多的是科研型硕士,而科研在对以往工作的帮助并没有那么显著,所以保研更多的是为了满足自己的学历需求,这方面就要看自己的喜好。

如果你有比较强烈的学历的需要,也有一定的科研热情,就可以选择保研。而如果你想要真正的致力于计算机科学的前沿研究,可以选择攻读博士。

另外一个方向就是选择出国留学。出国留学也包含了硕士和博士,博士项目和国内的博士项目没有什么太大的区别,是否选择出国留学就取决于你是否想了解一下国外的研究是怎样进行的,让自己对这个世界有更好的了解。

留学的硕士课程和国内是有一定区别的,留学的硕士更多的是授课型的硕士,也就是培养一些相关的专业技能,让你更好地适应工作内容,所以如果有出国工作的需求,可以选择这方面的硕士项目。

更多的同学会选择直接就业这条路,就业包括了学术圈和工业界。

学术界更多的是针对攻读博士的同学,在获得博士学位后可以选择加入研究所进行进一步深入的研究,也能够培养下一步的学生。

在工业界,计算机专业的就业方向包括了系统领域,比如芯片设计、电路设计等,以及一些传统的计算机领域,比如软件设计、高性能计算、计算机网络、人工智能等。

还有个比较小众的方向是计算机理论研究方向,计算机理论研究并不能带来直接的效益,但是它的研究能够更好地促进计算机学科的发展,给我们进一步的应用提供一些方向上的指导。

除了传统的计算机领域,计算机专业的同学也可以在金融领域有所收获。

许多金融领域的公司很喜欢计算机专业的同学,因为计算机专业的学生拥有一定的数理基础的同时还拥有很强的编程能力,能够将自己的数理知识转化为实打实的程序,这方面就包括了金融资产定价、投资分析等。

(但还是那句话,如果本来想学的就是金融,还是直接学金融或者金融数学、统计学比较好。想学什么就学什么,没有必要绕一个大弯。)

最后希望大家能够进行尽可能多的资料收集,在做出决定之前可以掌握尽可能多的行业动态,从而能够做出一些全面而理性的判断。

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