「全美第一」计算机学院,建立仅30多年,出道就是学术天花板,它有什么过人之处?

明小藤 明德立人本科留学


有这样一所学院,成立仅三十多年,却是大部分留学家庭中“唯一的理想学院”。


它虽位于Top30学校,却比哈耶普斯麻申请还难!


它用一己之力,撬动了整个21世纪的计算机热,几十年来,一直是Top1的存在。


它就是全美第一所计算机学院——


卡耐基梅隆大学计算机学院

Carnegie Mellon School of Computer Science


CS作为美本专业里的“流量王者”,一直都是留学圈经久不衰的话题,但凡哪个学校CS专业有些风吹草动,就能引起大家的讨论高潮。


而CMU的计算机学院,“神校”名称在外,“专业天花板级别”的存在,就更是受到大家的关注。


虽然申请难度堪比登天,但是无论能不能申请到,对于想要申请CS或者规划专业方向的学生来说,都是有必要深入了解的。



那今天,小藤就带大家走进《美本第一学院(专业)》第二期——CMU计算机学院


01


全美第一所计算机科学学院


CMU和CS结缘,早在1965年就开始了。


1965 年 7 月,Allen Newell、Herbert A. Simon和Alan J. Perlis与工业管理研究生院(GSIA,2004 年更名为泰珀商学院)的教职员工、新成立的计算中心的工作人员一起,和主要管理人员创建了计算机科学系,这也是美国最早的计算机科学系之一。


在 Newell、Simon、Nico Haberman、Provost Angel Jordan和校长Richard Cyert的支持下,计算机科学系从 1986 年初开始了为期两年的“浮动”系。


之后CS系在学术和经济上都发展壮大,直到1988年,CMU正式宣布计算机学院成立。



这也是美国历史上唯第一所计算机科学学院(简称SCS),也是为数不多的计算机科学学院,其余学校的计算机科学大都设立在工程学院。


几十年来,SCS的CS也一直是Top1的存在,CMU的CS Rankings排名世界第一。


U.S. News计算机本科及硕士项目与斯坦福大学,麻省理工学院,加州大学伯克利分校并列全美第一。



美国计算研究协会(CRA)自2001年设立的“本科杰出研究者”奖项中,CMU独树一帜 。


曾在2004/2007/2018届分别获得特等奖,

2002/2003/2005/2007/2018/2021这六届当中,所有推荐的4人全部获奖。


共计21年的评选中,CMU基本都有获奖,而藤校和Top10却鲜少露面,CS“神校”可谓是名不虚传。


计算机科学学院的教授也因为卓越的成就受到美国国家科学院、美国国家工程学院、美国科学促进会、计算机协会、电气与电子工程师协会等组织的广泛认可。


一共有 12 名 SCS 教职员工和校友获得了美国计算机协会最负盛名的AM 图灵奖,这个奖项也被称为“计算领域的诺贝尔奖”。


SCS共有七大部门


SCS七大部门

计算生物学系(CBD)、计算机科学系(CSD)、人机交互研究所(HCII)、软件研究所 (ISR)、语言技术学院(LTI)、机器学习部(MLD)、机器人研究所(RI)


每一个部门都有对应的本科、硕士、博士课程。


2018 年,SCS推出了全国第一个人工智能学士学位,2020 年,SCS 开始提供人机交互理学学士学位


本科共有人工智能学士、计算机科学、计算生物学、人机交互四个学士学位,还有计算机科学、人机交互、机器人三个附加/辅修专业学位。



除此之外,SCS 还提供计算机科学与艺术、 音乐与技术、 计算生物学和人工智能等跨学科专业。


还有计算机科学 3-2 5年制硕士项目,仅对 SCS 本科生开放。



02


计算机科学系培养目标及课程设置


CS拥有最崭新的教室和

最先进的教育理念


CMU计算机科学系的总部设在卡内基梅隆大学匹兹堡校区的盖茨计算机科学中心。


盖茨中心由比尔和梅琳达·盖茨基金会提供的 2000 万美元的主要捐赠所建成。


该中心于 2009 年开放,设有新教室、研究生和教职员工办公室、会议室、实验室和开放式项目空间。


美国建筑师学会将获得 LEED 认证的金牌建筑选为 2012 年建筑卓越和城市设计的九个最佳范例之一。



CS本科生的教育目标是:


students to an undergraduate program that you are guaranteed to find rigorous and dedicated to the real-world training and practical problem solving


学生可以致力于现代世界中的实践和实际问题的解决,这也一直是 CMU 计算机科学教育自成立以来的标志。


为了达成这一教育理想,CS专业的学生不仅需要学习的课程很多,而且难度非常大(以官网公布的2019 年秋季入学的学生课表为例)。


CS课程设置、学分分布、研究项目


共计包括7门必修课、1门人工智能选修课、1门领域选修课、一门逻辑/语言选修课(最少 9 学分)、一门软件系统选修课(最少 12 学分)、两门计算机科学选修课、4门数学课+1门概率选修课、一门技术交流课程:


CS必修课程目录:



除了CS本专业的125个学分之外,所有计算机科学学士学位的学生还必须完成由梅隆科学学院和/或工程学院 (CIT) 至少 36 个学分,和人文与社会科学学院和/或美术学院的至少 63 个学分。


学分占比如下:



详细课程开设情况可点击链接查看:

http://coursecatalog.web.cmu.edu/schools-colleges/schoolofcomputerscience/undergraduatecomputerscience/#bscurriculumtext


而且,与其他大学很少在本科阶段进行研究不同,CMU CS 学生通常在攻读学士学位的同时从事兼职或暑期工作,以此来或获得独立学习学分或者从事研究工作。


如果学生对研究/研究生院的职业感兴趣,SCS也会提供密集的研究课程,相当于四门课堂课程,最终产出一篇高级研究荣誉论文。


SCS 还举办暑期研究计划,让本科生有机会在毕业后可以获得宝贵的研究经验。


部分研究题目:https://csd.cmu.edu/research/faculty-research-guide



SCS录取率低至5.11%,

女生录取率较高


CS的招生秉承和CMU一样的理念,由CMU本科招生办公室管理:


“我们不是在寻找“完美”的学生,而是我们认为非常合适并且会在 CMU 取得成功的学生。”


根据SCS 2018年的申请数据来看,有超过 8,500 名学生申请了计算机科学学院最终录取了 435 名学生,录取率为5.11%,最终班级规模约为 212 人。


接受SCS录取通知书的学生可以选择三个专业:


人工智能、计算生物学、计算机科学。



所有进入SCS的学生都可以不受限制地选择计算机科学,但是接受计算生物学和人工智能受到严格限制。


三个专业的第一年课程比较相似,在第二学期选择特定专业。


而在CMU获得计算机科学本科学位的所有学生中,女性的比例现在徘徊在 33% 左右,几乎是全国平均水平的两倍。


CMU虽然以理科见长,整体招收的女生多,女生录取率也相对较高。


除了本新直接申请,被CMU录取的学生,也可以申请转专业/修计算机科学双学位。


如何申请转学/计算机科学双学位?


SCS 学生:其他计算机科学学院 (SCS) 专业的学生如果希望转入计算机科学,需要使用在线表格申请转学,对于希望转入计算机科学的 SCS 学生,没有年级限制。


非 SCS 学生:SCS 以外专业的 CMU 学生可以使用此在线表格申请转入计算机科学专业或计算机科学双学位 。


考虑转学或双学位的学生预计将在 15-122、15-150、15-210、15-213、15-251 和 21-127 中获得至少 3.6 的GPA,并且总体 GPA为 3.0。   



学生可以在完成六门必修课中最后一门的学期中的假期(或暑期结束)之前申请转学,对于正在进行的课程,期中成绩将用于 QPA 计算。


允许转学的决定将由委员会根据:


学生的学业成绩

解释他们对计算机科学的兴趣和目标的必填论文(1-2 页)

额外参与 SCS 和其他与计算相关的活动

学生班级空出来的名额 四项来做出决定。


PS:非 SCS 学生不能保证转入计算机科学课程或双学位。


03


计算生物学系培养目标及课程设置


第一年就学习计算生物学专业课程


计算机生物学(简称CBD)的培养目标:


我们通过开拓计算生物学的新方向,将严谨的数据驱动科学引入生物医学研究的规划和执行;


并培养多元化的生命科学和医学未来领导者,促进计算和定量思维的创新,以推动生物医学研究和实践。


计算生物学学分分布:



和CS一样,计算生物学的学生共计四年要完成360学分的课程,其中包括其他两个学院的学分、36学分的生物核心课程,48个学分的计算生物学核心课程、47学分的计算机科学核心课程。


在其他大学,计算生物学课程只有在学生完成通识教育课程之后才开设,但是在CMU第一年就会开始学习计算生物学。



计算生物学的专业优势


1.计算生物学中有一门实验室课程,定量细胞和分子实验室,学生可以在其中学习生成大型生物数据集的基本实验室技术,然后编写代码来分析这些数据集并得出宏观结论,也可以在全新的自动化生物实验室中对机器人仪器进行编程!


2.CBD提供广泛的选修课程,检查正在彻底改变我们对生命科学、医学和神经科学的理解的计算方法。


3.CBD还保证为所有的学生提供研究经验,学生可以与世界级教师之一,进行一对一的工作。



4.举办有趣的社交活动,从野餐和冰淇淋社交到雪管和参观匹兹堡的肯尼伍德游乐园。


5.定期邀请行业专家开展讲座,分享他们的科学工作。


能更快的进入CBD专业的两个途径


在如何才能申请到计算生物学专业中,SCS提供了两种能更好的了解计算生物学的方法:


1.PRE-college,为有志向申请生物学的学生可以提前接触计算生物学。


在为期三周的项目中,学生们以团队合作的方式来应对计算挑战,然后将他们的代码应用于生物数据集,以回答该领域前沿的实际研究问题。

PRE-college
https://cbd.cmu.edu/education/pre-college/index.html


2.Compeau 教授的一些开放在线教育材料。

在线教育材料:
https://compeau.cbd.cmu.edu/online-education/


里面包含
Rosalind、
Bioinformatics Algorithms、
Biological Modeling、
Programming for Lovers、
SARS-CoV-2 Software Assignments 5个部分。

Rosalind:通过解决问题来学习生物信息学的平台,帮助培养了世界各地数以万计的未来计算生物学家。

Bioinformatics Algorithms:一套完整的计算生物学课程,来自世界各地的 250,000 名学习者已经报名参加这些课程。

其中 Bioinformatics Algorithms: An Active Learning Approach已迅速成为生物信息学的畅销书,被全球 100 多所大学采用。

Biological Modeling、Programming for Lovers:完整的在线编程课程,全部免费。

课程链接:
https://biologicalmodeling.org/
https://compeau.cbd.cmu.edu/programming-for-lovers/


SARS-CoV-2 Software Assignments :CMU计算生物学“计算生物学伟大思想”课程的一部分,由教授与学生一起使用开放软件开发了 series of assignments,分析公开可用的 SARS-CoV-2 数据集。

04


人工智能专业课程体系


第一个人工智能专业的建立


人工智能正在迅速改变世界,其应用领域从自动驾驶汽车、医学到个人助理、流行病学、工业机器人和智能电器。

自该领域创立以来,CMU在人工智能教育和创新方面一直处于世界领先地位。

于是,SCS在2018 年秋季推出了美国第一个人工智能学士学位(简称BSAI)。

BSAI 计划其课程侧重于如何使用复杂的输入(例如视觉、语言和庞大的数据库)来做出决策或增强人类能力。

课程包括计算机科学、数学、统计学、计算建模、机器学习和符号计算等课程。


BSAI 项目的教学人员来自学校计算机科学系、人机交互研究所、软件研究所、语言技术研究所、机器学习系和机器人研究所。   

该计划总共将容纳大约 100 名学生,即每个班级大约 30-35 名学生。
    

人工智能专业课程体系


CMU人工智能专业的课程体系分为八大类

人工智能核心课、计算机科学核心课、数学与统计核心课、人文与艺术课、科学与工程课、人工智能选修课、SCS(计算机学院)选修课程、伦理选修课。

其中,人工智能选修课要求学生从4个模块中各选一门课程。


人工智能科学学士学位的获得要求修满34门课,共计363~366学分。

从课程类型来看,CMU人工智能专业的课程强调通识教育与专业教育并重。

人文与艺术课程、科学与工程课程都是为了通识教育而设,共11门(占课程总数的32.4%),学分约占总学分的27%;

人工智能(核心+选修)课程共8门(占23.5%),学分约占20%;数学类课程6门(占17.6%),学分约占16%;

计算机核心课程6门(占17.6%),学分约占16%。

AI 专业和CS 都要求有计算这一核心背景,但 AI 专业有额外的统计课程。



人工智能专业未来的入读机会


随着信息化的飞速发展,SCS的人工智能专业未来有更多的入读机会。

对于本新学生来说,如果想要申请 AI 专业,在申请 SCS 时在文书中需要描述对 AI 的兴趣以及当前在 AI 或 AI 相关领域的任何经验,来增加入读 AI 专业的机会。

另外,从2022 年春季起,对于CMU校内学生来说,可以从 SCS 以外转入 AI 专业。

而对于校外转入AI专业,虽然是允许的,但是竞争力特别大,每年能被录取的学生数量极少。

SCS中除了有这些顶尖的专业和顶尖的教育资源之外,还有特殊的组织机构和奖学金计划。


05


SCS特殊的教育计划



Women@SCS:

专门针对女性学习计算机科学扶持计划


Women@SCS是卡内基梅隆大学的一项教育计划。

1999年建立,其使命是创造、鼓励和支持女性在计算机科学领域的学术、社会和专业机会,并促进该领域及其多元化社区的广度。

Women@SCS 曾发起过很多项目,例如针对本科生的姐妹计划、针对毕业生的受邀演讲者系列,以及晚宴和其他社交和学术活动。

Women@SCS 还赞助初中女生讲习班,后来,Women@SCS演变SCS4ALL。


SCS4ALL 是由学生经营的非营利组织,致力于开发社会和专业活动计划以及领导机会。

以扩大 K-12 中代表性不足的群体(例如女性、少数族裔、学生和教师)对计算机的参与和兴趣。

SCS4ALL 向卡内基梅隆计算机科学学院的所有学生以及 SCS4ALL 的任何朋友开放。

Outreach Programs:

致力于计算机科学的发展扩大


其实,在美国计算机科学领域面临着难以置信的挑战,因为只有四分之一的学校提供相关课程,而2020 年美国有大约 140 万个与计算机科学相关的工作。


就目前而言,在美国只有三分之一的 CS 毕业生来填补,更糟糕的是,大多数提供 CS 课程的学校都位于富裕的学区,这在来自不同社会经济背景的孩子之间造成了巨大的知识鸿沟。

SCS作为美国计算机科学的“主力军”,正在努力弥合这一差距,同时推出了Outreach Programs。


开设众多比赛和课程,使更多的小、初、高学生,在上大学之前了解计算机科学。



上百个学院奖学金




SCS还有上百个奖学金,其中包括:

艾伦纽厄尔本科研究卓越奖、Alan J. Perlis SCS 学生教学奖、A. Nico Habermann 教育服务奖、Scott Robert Krulcik 计算机科学奖学金、Mark Stehlik 介绍和服务教学奖、Mark Stehlik SCS 本科影响力奖学金、计算机研究会优秀本科生奖...

来自大陆的学生就有获得艾伦纽厄尔本科研究卓越奖的学生。



最后:

从以上小藤的介绍中,大家对于CMU的计算机学院应该有了更加深入的了解。

作为一个“计算机神校”,它不仅开设了第一个计算机学院,而且敢为人先,创办了促进计算机发展的专业以及教育活动。

想申请CS方向的同学,这所「全美第一」的学院,一定要Pick!

另外,小藤在之前也介绍过CS四大神校,每所都有各自的优势和特点,感兴趣的家长和同学可点击链接查看:

MIT、CMU、UCB、斯坦福,霸榜CS各大排名的Big Four,谁才是CS老大?


「全美第一」学院/专业第一期介绍的是商学院,感兴趣的家长和同学也可以点击链接查看:


「全美第一」沃顿商学院,随便一个专业都是王牌!国际生竟占22%,这么好申?


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