计算机科学分支全景图

计算机科学
分支全景图

10 大领域  70 个分支  含数据科学 / 人工智能 / 交叉学科

一文看懂计算机科学的学科版图与各个分支下的细分方向。

从计算理论到智能系统,从系统软件到跨学科融合 —— 一张图看懂计算机科学的学科版图与各个分支下的细分方向。

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算法与计算理论

计算机科学的数学根基:什么可计算、如何高效计算

7

算法设计与分析 Algorithms

分治动态规划贪心图算法近似算法随机算法

计算复杂性理论 Complexity Theory

P vs NP复杂度类归约下界证明

数据结构 Data Structures

树与图哈希索引结构持久化结构

可计算性与自动机 Computability

图灵机形式语言可判定性

计算几何 Computational Geometry

凸包三角剖分空间索引

形式化方法与程序验证 Formal Methods

模型检验类型系统定理证明

信息论与编码 Information Theory

信道容量纠错码数据压缩
🖥️

计算机系统与体系结构

硬件、操作系统与底层软件的运行机理

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计算机体系结构 Architecture

指令集流水线多核缓存一致性RISC-V

操作系统 Operating Systems

进程调度内存管理文件系统虚拟化

编译原理与程序设计语言 Compilers & PL

词法/语法分析编译优化类型系统垃圾回收JIT

并行与分布式系统 Parallel & Distributed

并发模型一致性协议容错MapReduce

嵌入式与实时系统 Embedded Systems

MCURTOS低功耗设计边缘计算

存储系统 Storage Systems

SSD/HDDRAID分布式存储持久内存
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软件工程

如何规模化、高质量、可持续地构建软件

6

需求工程 Requirements

需求分析用户故事需求建模

软件架构 Architecture Design

微服务事件驱动分层架构DDD

软件测试与质量 Testing

单元测试模糊测试自动化测试形式化验证

DevOps 与持续交付 DevOps

CI/CD容器化可观测性SRE

代码质量与程序分析 Program Analysis

静态分析重构代码评审

敏捷与项目管理 Agile

Scrum看板精益开发
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网络与通信

连接万物的协议、架构与传输技术

6

计算机网络体系结构 Networking

TCP/IPOSI 模型路由交换拥塞控制

无线与移动网络 Wireless

Wi-Fi5G/6G卫星互联网移动边缘计算

物联网与传感网 IoT

MQTT/CoAPLoRa边缘协同

网络安全与协议 Network Security

TLSDNSSEC零信任入侵检测

内容分发与云网络 CDN & Cloud

CDNSDN/NFV负载均衡

网络测量与性能 Measurement

流量分析QoS性能调优
🗄️

数据库与信息系统

数据的组织、存储、查询与检索

6

关系数据库与 SQL Relational DB

ACID 事务索引优化查询计划

NoSQL 与新型数据库 NoSQL

键值存储文档数据库图数据库时序数据库

分布式数据库 Distributed DB

分片共识算法多副本一致性

数据仓库与 OLAP Data Warehouse

列式存储星型模型ETL

信息检索与搜索引擎 Information Retrieval

倒排索引排序学习向量检索

知识图谱与语义网 Knowledge Graph

RDF/OWL实体链接图推理
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人工智能

让机器具备感知、学习、推理与决策能力

9

机器学习 Machine Learning

监督学习无监督学习集成学习迁移学习AutoML

深度学习 Deep Learning

CNNRNNTransformer自监督学习

自然语言处理 NLP

大语言模型机器翻译信息抽取对话系统

计算机视觉 Computer Vision

目标检测图像分割三维重建视频理解

语音与听觉计算 Speech

语音识别语音合成声纹识别

知识表示与推理 Knowledge Representation

知识图谱逻辑推理常识推理

强化学习与决策 Reinforcement Learning

深度强化学习多智能体博弈决策

机器人与具身智能 Robotics

运动规划SLAM操作学习具身智能

生成式人工智能 Generative AI

扩散模型多模态生成AIGC智能体 Agent
📊

数据科学

从数据中提炼洞察:采集、处理、建模与解释

8

统计分析 Statistics

假设检验贝叶斯方法回归分析实验设计

数据挖掘 Data Mining

关联规则聚类分析异常检测

数据可视化 Visualization

可视分析交互式仪表盘图表设计

大数据技术 Big Data

HadoopSparkFlink数据湖流批一体

数据工程与治理 Data Engineering

数据管道数据质量元数据管理数据安全

特征工程与建模 Feature Engineering

特征选择模型评估A/B 实验

时间序列与预测 Time Series

ARIMAProphet时序异常检测

因果推断 Causal Inference

随机对照试验因果图Do-calculus
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计算机图形学与多媒体

图像的生成、理解与沉浸式呈现

6

渲染技术 Rendering

光栅化光线追踪PBR实时渲染

几何处理与建模 Geometry Processing

网格处理参数化3D 建模

动画与物理仿真 Animation

骨骼动画物理仿真流体模拟

图像与视频处理 Image Processing

图像复原编码压缩视频理解

VR / AR / 元宇宙 XR

头显显示空间定位沉浸交互

游戏引擎与实时图形 Game Engines

Unity/UnrealGPU 编程Shader
🔐

网络空间安全

保护数据、系统与隐私的攻防技术

6

密码学 Cryptography

对称加密公钥密码哈希函数PKI

系统与软件安全 System Security

漏洞挖掘内存安全沙箱隔离

网络攻防 Offensive & Defensive

渗透测试APT 检测蜜罐

隐私计算 Privacy Computing

联邦学习差分隐私安全多方计算可信执行环境

区块链与智能合约 Blockchain

共识机制智能合约审计DeFi

数据安全与合规 Data Compliance

访问控制数据脱敏GDPR
🧬

交叉学科

计算机科学与其它学科融合产生的新前沿

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生物信息学与计算生物学 Bioinformatics

基因组学蛋白质结构预测单细胞分析

计算神经科学与脑机接口 Neuro & BCI

神经编码fMRI/EEG 分析脑机接口

量子计算与量子信息 Quantum Computing

量子算法量子纠错量子通信

计算金融与金融科技 FinTech

量化交易风险管理智能风控

计算社会科学 Computational Social Science

社会网络分析计算传播学舆情建模

数字人文与文化遗产 Digital Humanities

文本挖掘数字档案古籍识别

人机交互 HCI

可用性研究交互设计可穿戴交互

计算化学与材料 Computational Chemistry

分子模拟AI 辅助药物设计材料基因组

地理信息科学 GIS

遥感解译空间大数据路径规划

医学与健康信息学 Health Informatics

医学影像 AI电子病历临床决策支持
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计算机科学分支全景图 · 学科分类仅为便于理解的简化视图,实际研究方向之间存在大量交叉与重叠
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