今天这篇文章给大家带来 专业的介绍，希望能帮到大家，话不多说，直接切入正题！
CS专业的研究领域极为广阔，美国的各大高校的CS系的研究方向也有较大的不同，以下会将其下属方向归纳为14个主要研究方向。以下会按照各个方向在CS专业排名榜上的76所院校开设的热门程度从高到低逐一进行介绍。
1、计算机网络
充分且必要条件，诸君请听我一言：负责任的告诉各位这玩意儿比单纯考察语言能力的雅思或托福来得更加恶心（毕竟要用英语考察数学，考察逻辑，RC里面生词不比雅思托福里面少）。那么问题来了，怎么弄语言基础啊？
＞学习内容
计算机网络计算机网络同样属于申请热门方向，这个方向交叉性非常强，竞争者非常多，来自电子工程，电子与计算机工程背景的学生也都可以申请。这里的计算机网络范围可以说是非常的大。
网络应用、网络协议、网络通信、网络理论、网络安全、加密解密、路由算法、甚至编解码都是需要学习的内容。就业前景光明，从设备商到运营商到第三方软件开发商，都有职位可以选择。
＞研究课题
最主要的三种网络
（1）电信网络（电话网），负责话音通信，也就是打电话、接听电话。
（2）有线电视网络，主要提供视频服务。
（3）计算机网络，主要是数据传输服务，也就是说是资源共享,其主要的服务就是因特网。
三种网络在各自的通信协议下传输信息，为用户提供通信服务。
网络的研究课题包含无线协议，ad-hoc网络，服务管理质量，多媒体网络，p2p网络，路由，网络模拟，活性序列管理，传感器网络，分布源管理，普适计算环境管理，反射中介软件，面向对象操作系统设计，P2操作系统服务，数据库系统支持，通讯协议，开源实时系统，容错和保密协议，鲁棒动态实时架构等
网络方面的研究课题包含了网络协议和安全服务的整个开发周期，从设计到具体细节，验证，测试，性能分析，执行以及性能调整等。具体有因特测量和测量协议设计，新一代网络与协议架构，自我管理无线网络，网络协议设计，P2P网络协议设计，协议规范与验证，网络安全服务，分享型网络拥堵探测与因特网拥堵控制，网络与操作系统支持，排列网络模型与计算算法，多路介入的自适应备值算法等。
＞热门程度
从学习内容可以看出系统与网络是一个CS下非常老牌的专业方向，从计算机系统开始建立之初已经开始了研究，并且应用范围也很广，但凡涉及到计算机联机的地方都有用到这一块的知识，专业排名前76的CS学校中有73所都开设了系统与网络研究方向，开设率达96%。从已经在读的中国CS学生研究方向情况来看，这个方向也是最热门之一。就业对口职位有系统管理员，系统工程师，网络工程师等。主要在大型政府，国防，电信，电力，金融，铁路等部门的计算机网络系统。
2、人工智能与机器人
＞学习和研究内容
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（）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。
＞热门程度
人工智能和机器人在人类生产和生活过程中扮演越来越重要的角色，此方向的研究是非常热门的，CS专业排名前76的学校有64所开设此研究方向，开设率85%。应用领域包含生物信息学，人脑与电脑交互，计算机系统与网络，股票/外汇预测，时间序列预测，数据挖掘计算机网络专业介绍，专家系统，机器人相关的制造，控制理论与调度，计算机视觉，语言与声音处理，信息检索等。而机器人方面，就业机构有如全球顶尖医用机器人制造商，招聘职位有如机器人系统工程师等。
3、计算机隐私与安全
＞学习内容
概括地说，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。
＞研究课题
理论与应用密码学，形式方法，软件安全，基于语言的安全，入侵探测，网络安全，安全网络服务，安全与移动计算，移动密码，隐私政策，验证系统，安全与用户界面等。
＞热门程度
CS专业排名前76的学校有57所开设此研究方向，开设率达到75%。基于网络的庞大和复杂性，计算机与信息隐私和安全已经是人人关注的问题。信息安全需求持续增加，安全市场增长空间持续扩大，而最需要信息安全人才的合规的典型行业包括政府，银行和证券，各种商业机构也都有迫切的人才需求。从从业范围来看，计算机隐私与安全已经从网络安全一枝独秀逐渐加入应用安全、数据安全和系统安全的全面支撑。产品类型更加多样，网络边界、内网、服务器、PC终端、移动介质、操作系统、数据库、应用软件等软硬件系统防护体系全面推进，依靠防火墙、IDS和防病毒软件―老三样‖无法保障整体安全，使得UTM、IPS、VPN、终端安全管理、安全审计等新兴安全产品及安全服务有了更大的施展空间。因此毕业生的就业前景是非常乐观的。然而，由于信息安全的敏感度计算机网络专业介绍，此研究方向在美国的招生更加偏向于有绿卡的本土人士，经过对排名前76的CS学校在校学生研究分支初步的观察，极少有发现计算机信息隐私与安全在读博士研究生。
4、编程语言
＞学习内容
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，计算机辅助语言学习，计算语言学，从初阶的打字理论，自动定理证明，语义学等发展到如今的基于语言的途径以解决计算机安全与分布式编程中的重大问题，语言应用，编程分析与优化等，可以从根本上提高软件可靠性与安全性。
＞研究课题
现代编程语言研究，包括设计，句法学，编程语言分析，实施，编程环境工具与应用，如编程时间与运行时间技术的研究以提高记忆系统性能，新型编程语言开发，静态分析法查找java编程中的错误，开发语言工具和技术以规避软件缺陷，拓展现存语言的方法搭建，设计虚拟机器以及编程技术以支持延展性等。
＞热门程度
CS专业排名前76的学校有54所开设此研究方向，开设率达71%。编程语言是CS的基础老牌学科，其发展相对缓慢，研究上的努力大多数都体现在框架和工具等方面了，由于从头开始写编程语言代价太大，目前很多新出现语言都是基于现有框架建立起来的，目前影响力较大的趋势主要有三种，声明式编程风格（DSL与函数式编程），动态语言的研究以及并发编程。申请热门程度属中等，市场需求大，主要从事软件开发与应用等工作。
5、数据库
＞学习内容
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，如为超大型数据组开发高效算法，为各种新型的应用领域建立大型的数据系统，也有与其他领域进行跨学科的研究，可应用的领域有电脑游戏设计，数据隐私与安全等。
＞研究课题
新型数据库引擎与性能分析，网络搜索，多媒体与数据挖掘，分形学与幂次定律，随机数据库，并行数据库系统，科学数据库，大型数据集开发与视觉化，数据流处理，基于传感器的监控，数据库与网络，XML查询引擎，普适计算的数据管理，数据整合，网络数据库系统与信息整合，数据挖掘，数据库性能等
＞热门程度
CS专业排名前76的学校有50所开设此研究方向，开设率为66%。数据库是商业的灵魂和大脑，无论公司是自己开发应用软件还是购买第三方应用软件，几乎都会涉及到数据库，最常见的职位如数据库管理员，主要工作内容涉及到数据库安装升级，涉及存储方案，创建存储结构，创建数据库对象，根据反馈修改数据库结构，维护数据库安全，保证数据库使用符合相关法规，监控用户对数据库的存取访问，优化数据库性能等。
6、计算机图形学
＞学习内容
计算机图形学（，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。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是由线条组成的图形，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是类似于照片的明暗图（），也就是通常所说的真实感图形。
＞研究课题
图形硬件，图形标准，图形交互技术，光栅图形生成算法，曲线曲面造型，实体造型，真实感图形计算与现实算法，科学计算可视化，计算机动画，自然警务仿真，虚拟现实，图形恢复，对称性探测，表层重塑，网眼编辑，面部造型，全球光照，3D展示等。
目前，计算机图形学与计算机视觉化技术合作开发出令人瞩目的新型视像信息，开发出一系列的技术如基于图像的场景模拟，基于图像的表现手法，计算视像，视像用户界面等。
＞热门程度
CS专业排名前76的学校有48所开设，开设率达到63%。主要应用方面如艺术设计方面（二维三维的静止画，动画，从自由创作，服装设计，工业设计，电视广告，网页设计等），游戏设计（游戏设计公司如任天堂，Sega，索尼等），动画与漫画。上述领域都是计算机图形学毕业生就业的最佳方向。
7、生物信息学与计算生物学
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。生物信息学与计算生物学在此历史背景下应运而生。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。目前来说研究方法包括对生物学数据的搜索（收集和筛选），处理（编辑，整理，管理和显示）及利用（计算和模拟）。
＞学习内容
将计算机科学中的方法，如数据挖掘，机器学习，数据处理，计算模型，计算机视觉，分析工具，算法研究等用于生物系统中便于人类理解分子生物序列数据，分析蛋白质的形成，生物功能预测，基因网络研究，细胞范围的计算等。在此过程中，CS研究人员与生物研究人员紧密合作。将生物信息学与计算生物学之间的差别为：生物信息学更侧重于生物学领域中计算方法的使用和发展，而计算生物学强调应用信息学技术对生物学领域中的假说进行检验，并尝试发展新的理论。
＞研究课题
研究核酸结构与功能，分子进化，分子生物信息系统，健康信息学，计算种系遗传学，蛋白质组学，药物设计，神经网络控制系统研究，分子生物信息系统，不同基因数据组整合挖掘、序列对比，如DNA排列数据，mRNA表达数据，蛋白质组合光谱测定数据，蛋白质反应的预测，蛋白质表达分析，建立进化论模型，比较基因组学，生物医学文献等。
＞热门程度
专业排名前76的CS学校中有47所学校开设生物信息学与计算生物学研究方向，开设率为62%。新兴的研究方向，较少中国学生申请和就读。就业出路方面，主要是从事研究工作，最直接的应用贡献领域有生物制药研发，如对药物靶标基因的发现和验证。数据库技术可用来获得不同组织在正常疾病状态下基因表达的差异，通过搜索这些数据库，可以得到候选基因作为药物靶标，特异性地针对某一种病毒。
8、管理信息系统
＞学习内容
MIS本质上是一个数据库系统，他和其他数据库的不同就在于其目的用于整合必要的信息用于决策。决策支持系统，专家系统，执行信息系统等都是MIS的组成部分，MIS专业分成在工程学院（计算机学院）或者商学院（管理下面）。前者偏技术，后者偏商科了。中国人去美国读，当然偏技术的那种毕业之后就业宽点。如果偏商科，则要学习不少关于市场，决策等相关的学科。
＞研究课题
MIS课程可分为技术类和管理类两类。
技术类课程：包括基础编程语言课程，例如Java，，R等等，软件和硬件基础知识，信息系统及设计，数据处理，数据分析以及应用，等等；
管理类课程：包括项目管理，企业管理，战略管理，电子商务，市场营销，物流及供应链管理等，主要是利用信息系统帮助企业做商业决策等。
管理类课程偏向于报告编写和PPT演讲。有的MIS项目开设在商学院下计算机网络专业介绍 专业解析｜Computer Science（一），专业方向，使学生有机会接触到更多商科、管理课程。有的则开设在计算机学院l下，课程设置偏向于更多技术类课程。
＞热门程度
现在，各行各业都需要信息系统，MIS毕业生最典型最大的出路和计算机专业学生一样，都是奔着信息技术行业去，工作机会还是比较多的。
有的项目（比如卡耐基梅隆大学MIS）提供了比较多的技术课程，毕业生有人去做编程，软件开发这种纯技术活，其工作性质和学计算机科学的没差别。但是MIS在信息技术行业的主要出路，还是对技术要求低的工种，典型的就是数据库管理，需求分析等。
数据库管理对于学MIS的人来说，往往是技术性最强的职业;有些人和公司里做商务支持（比如市场营销，售后服务）方面的人打交道——弄清楚系统需求，作为软件开发组和商务部门之间的桥梁存在，这种工作只要开发人员说起技术，你能大题听懂就成，并不需要很深，很具体的知识。
至于去做咨询的，一般刚毕业的新手，在英语语言，沟通技巧和技术能力上都要差一些，即使是卡耐基梅隆大学管理信息系统专业刚毕业的学生，做这个的也很少。当然，特殊情况总是有的，尤其是随着美本的增加，会有越来越多的人能克服语言和交流障碍。
还有一些学生选择读MIS医学和MIS生物类专业，工作则瞄准生物技术和制药公司。这种现在很依赖信息系统，并且公司里几乎没有信息技术类人才，一旦招到了人，待遇通常给的比较好，公司也希望员工能长留。
9、计算机理论
＞学习内容
计算机理论，顾名思义，是为计算机科学的发展与研究提供理论基础的一门学科。这个课程的学习涉及到CS的核心课题，归纳起来涵盖了可计算性、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。
＞研究课题
算法，算法学与复杂性理论，可计算性理论，自动机理论，形式语言理论，编程语言理论，矩阵计算，计算几何学（包括孔斯曲面等，与计算机图形学交叉），定理证明，量子信息理论，组合算法，并行编程，时间安排理论（），并行算法，形式化方法（），程序设计语言中的理论部分如语法语意以及程序设计语言的优劣分析等。
＞热门程度
专业排名前76的CS学校中有45所学校开设计算机理论研究方向，开设率为59.2%。它同样是计算机科学的基础方向之一，有较高的研究热度。由于其属于理论研究，因此申请此方向的人并不多，毕业生的主要就业去向也更多地是在学术界或者科研机构。
10、科学计算
＞学习内容
科学计算，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，包括数值模拟、模型拟合与数据分析以及最优化计算等等。数值分析（），是科学计算专业方向中所会应用到的核心方法。
＞研究课题
数值模型的建立，计算机模型的建立，查询与分析实验性与合成性数据，研究内容涉及到屋里，应用数学，算法学，计算几何学，并行与分布式计算，数据库系统，图形学，信号处理，计算机视觉等，研究课题有如为移动物体建模，域研究员和工程师这类终端用户紧密协助获取反馈，开发分级存储器体系，高性能计算，普适计算，因特网计算，无线计算，并行计算等。
＞热门程度
专业排名前76的CS学校中有42所学校开设科学计算研究方向，开设率55.3%。随着科技的发展，当代的科学家和工程师们比以往任何时候都依赖计算机建模与模拟来指导他们的实验或设计工作，而支持这些活动的基础设施取决于安全高效可调整的数值算法。科学计算在此过程中发挥着至关重要的作用，这是这一方向在CS各大院校中广为研究的重要原因。而从这个角度出发我们也可以看到，该方向的毕业生最主要的就业前景在于学术研究以及工业界的相关应用等等。在申请方面，作为CS下属的一个分支方向，科学计算要求申请者需要有较强的数值线性代数，优化，偏微分方程等数学基础，因为申请者应当注重自己数学能力的提高。
11、软件工程
＞学习内容
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。在学习内容方面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、设计模式等方面。
＞研究课题
需求工程，软件设计与演变，软件测试与分析，软件维护（重复维护对软件维护的影响研究；开源软件维护如Linux,GCC等；实验验证面向对象是否有助于提高可维护性，耦合对维护性的影响等），嵌入式系统，软件评审与测试等，包括软件开发的质量检测，性能测试、功能测试等。
＞热门程度
在现代社会中，软件工程有着极为广泛的应用面。典型的软件包括电子邮件、嵌入式系统、人机界面、办公包、操作系统、编译器、数据库、游戏等等。同时，各个行业几乎都有计算机软件的应用，比如工业、农业、银行、航空、政府部门等。这些应用反过来也促进了软件工程这个专业方向的发展。在CS专业排名前76的学校中开设软件工程方向研究的有42间学校，开设率为55.3%；
就业前景方面，上述的各行各业的应用都是需要软件工程人才的地方，就业前景非常广阔。而这个方向的培养目标主要是培养出专业的软件工程师，包括系统分析员、软件设计师、系统架构师、程序员、软件质量测试员等等；
在申请方面，软件工程是中国学生申请CS专业的最为热门的专业方向之一，这也是这个方向的广阔就业前景与极大的市场需求的体现。对于希望学习这个专业方向的申请者来说，首先必须要掌握一门程序设计语言，最好是C++，然后需要修读离散数学、数据结构、算法分析、面向对象程序设计、现代操作系统、数据库原理与实现技术、编译原理、软件工程、软件项目管理、计算机安全等课程来打下知识理论基础。再者，该方向对于数学的要求比较高，也需要比较好的想象力。此外，学校方面对于申请者的工作或者实习背景有一定的偏好，因此申请这个方向最好就具备有一定的工作经验，对于申请会有较大的帮助。
12、计算机视觉
＞学习内容
计算机视觉是一门研究如何使机器―看‖的科学，更进一步的说，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。作为一个科学学科，计算机视觉研究相关的理论和技术，试图建立能够从图像或者多维数据中获取―信息‖的人工智能系统。比较经典的计算机视觉应用包括识别（如在巨大的图像集合或视频中寻找包含指定内容的所有图片或视频片段）、运动（图像跟踪：跟踪运动的物体）、场景重建以及图像恢复等等。
＞研究课题
图像处理，计算几何学，几何建模，计算机图像动画，数据分析，视觉化以及计算数学，高效强健2D/3D/4D图像与几何过滤的设计与开发，重建，压缩，匹配，图像分割，识别，跟踪和齿合算法，视觉伤害对策等等。
＞热门程度
CS领域对于计算机视觉的研究可以追溯到更早的时候，但是从20世纪70年代后当计算机发展到能够处理诸如图像这样的大规模数据时，这一方向才得到了正式的发展。而踏入了21世纪，该方向已经成为了CS领域最为热门以及最有活力的研究领域之一。有这样一个说法——21世纪，是对video图像进行理解的世纪——这就是对计算机视觉当前的火爆发展的最好概括。在开设热度方面，专业排名前76的CS学校中有41所学校开设此方向，开设率为53.9%；
就业前景方面，计算机视觉的优势在于其应用非常广泛。常用的领域包括游戏设计、生物或生物医学研究模型分析、生活中的应用如视像技术进行野外火警探测、生态研究中用计算机视觉的方法来进行珊瑚礁分析以反映全球生态问题等等。这些应用相应地为该方向专业人才提供了大量的就业机会；
在申请方面，虽然总的来说中国学生申请这个方向的人数不多，但是按照当前的研究热度，已经有越来越多的申请者开始关注起这个方向。我们有理由可以预计这个方向的申请者将会呈现逐步上升的趋势。对申请者来说，需要注意多参与相关的项目研究，积累一定的研究经验，才能具备一定的竞争力。
13、计算机体系结构
＞学习内容
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。抽象来说，计算机体系结构是一个系统在其所处环境中最高层次的概念；它确定了一台计算机硬件和软件之间的衔接。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。以常见的冯·诺伊曼设计为例，体系结构设计包括了：指令集、微体系结构、数据表示、寻址方式、寄存器定义、指令系统、异常机制、机器工作状态的定义和切换、输入输出结构等。
＞研究课题
计算机架构，并行计算机架构，新型计算技术（自省式计算），量子计算架构，新一代DSP架构，自动遗传代码平行化，安全硬件，嵌入式系统，安全的分布式系统，低能计算，网络与安全处理器，为系统安全与可靠性提供的架构支持等。
＞热门程度
计算机体系结构是CS专业领域的一个非常基础、非常重要的专业方向，它的发展贯穿了计算机设计与开发的全过程。从最早期的计算机、第一代计算机、第二代计算机到目前广为应用的个人电脑，以及未来的新型计算机，计算机体系结构的研究都起到了非常重要的作用。目前，专业排名前76的CS学校中有32所学校开设此方向，开设率为42.1%。虽然研究的热度并没有其它的CS专业方向来得热，但是它依然会为计算机的不断发展打下基础。
就业方面，该方向的毕业生也能够有不错的就业前景，可以加入一些大型的计算机、电子产品以及其它高科技产品企业参加生产与研发的相关工作，就业市场对这一部分的专业人才有着非常大的需求。
在申请方面，该方向并非中国学生申请CS的热门方向，但对于申请者来说，如果要申请此方向，则在积累足够的软件知识的同时，也要注意计算机硬件知识水平的提高。
14、人机交互
＞学习内容
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。它包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。它与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。
＞研究课题
新型信息视觉化，上下文感知系统，感知界面，合作与学习，验光与人类视觉仿真，电子图书馆用户界面设计，移动设备与电子文档，可缩放用户界面，儿童用户设计技术，用户界面评估工具开发与涉及，人机交互算法研究，3D图像交互技术，多媒体创作与设计工具等等。
＞热门程度
HCI总的来说并不是当今CS专业领域的研究重点，专业排名前76的CS学校中有29所学校开设此研究方向，开设率仅为38.2%。然而，这丝毫不能说明它在当今CS领域的地位。计算机的发展历史，不仅是处理器速度、存储器容量飞速提高的历史，也是不断改善人机交互技术的历史。人机交互技术是当前信息产业竞争的一个焦点，世界各国都将人机交互技术作为重点研究的一项关键技术。美国总统信息技术顾问委员会发布的―21世纪的信息技术报告‖中列出了新世纪四项重点发展的信息技术，其中人机交互就榜上有名。从这里我们可以看到，HCI在未来将作为一项重点技术得到更多的应用，有着很大的发展潜力。这也可以作为申请者在选择CS专业方向时的一个考虑因素。
以上是大圣未来的整理的计算机专业的专业方向，希望大家能从中获益~