电气工程——美国留学_professional_Computer_百度空间

美国主要大学EE学科学术方向简介

电气工程(Electrical Engineering 简称EE)是现代科技领域中的核心学科之一,更是当今高新技术领域中不可或缺的关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来,并将改变人类的生活工作模式等等。

从某种意义上讲,电气工程的发达程度代表着国家的科技进步水平。正因为此,电气工程的教育和科研一直在发达国家大学中占据十分重要的地位。

美国大学电气工程学科在机构名称上有的学校称电气工程系,有的称为电气工程与信息科学系,有的称为电气工程与计算机科学系等等。该学科(系)在科研、教学及学术组织形式上与国内电气工程学科有较大不同。了解国外学科状态及教学、科研方向,对调整我们的学科方向、提高教学、科研水平具有十分重要的作用。美国4年制本科大学约有2320所,其中按学校综合实力排名或者按研究生院水平排名占前50名的大学,一般认为是美国的{yl}大学。作者重点收集整理了美国Stanford大学,加州大学Berkeley分校、Los Angeles分校、San Diego分校,Cornell大学,宾州大学,加州理工学院,Princeton大学,西北大学, Maryland大学,哈佛大学,John Hopkins大学,Yale大学,Duke大学,Columbia大学,Michigan大学,Georgia理工学院,Illinois大学等50所xx大学电气工程系(学科)的教学、科研概况,初步归纳出电气工程的概
念、影响因素及11个主要研究方向。由于上述大学电气工程学术领域十分宽泛,有些专业术语闻所未闻,因此在翻译上可能有不准确之处,恳请专家学者批评指正。

一、电气工程的定义

传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。此定义本已经十分宽泛,但随着科学技术的飞速发展,21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴,斯坦福大学教授指出:今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。本领域知识宽度的巨大增长,要求我们重新检查甚至重新构造电气工程的学科方向、课程设置及其内容,以便使电气工程学科能有效地回应学生的需求、社会的需求、科技的进步和动态的科研环境。

二、影响电气工程的主要因素

今后若干年内对电气工程发展影响{zd0}的主要因素包括:

1、信息技术的决定性影响。信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯系统,以及用来传感、处理、存储和显示各种信息等相关支持技术的综合。信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来,信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

2、与物理科学的相互交叉面拓宽。 由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展,固体电子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键,并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统(MEMS)。21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。

3、快速变化。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异,使得我们必须每隔几年对工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查。这对我们如何聘用新的教授,如何培养我们的学生有很大影响。

三、教学与科研领域

美国主要大学电气工程学科的教学与科研领域简要归纳为11个方向:它们是通讯与网络,计算机科学与工程,信号处理,系统控制,电子学与集成电路,光子学与光学,电力,电磁学,微结构(Microstructure),材料与装置,生物工程。

为了节省篇幅和突出重点,下面仅仅介绍各学术方向中的主要内容。

1、通讯与网络

通讯与网络是目前很热门的学科方向之一,主要包括无线网络与光网络,移动网络,量子与光通讯,信息理论,网络安全,网络协议与体系结构,交互式通讯,INTERNET运行性能建模与分析,分布式高速缓存系统,开放式可编程网络,路由算法,多点传送协议,网络电话学,带宽高效调制与编码系统,网络中的差错控制理论及应用,多维信息与通讯理论,快速传送连接,服务质量评价,网络仿真工具,网络分析,神经网络;信息的特征提取、传送、存储及各种介质下的信息网络化问题,包括大气、空间、光钎、电缆等介质等。本方向与信号处理,计算机,控制与光学等广泛交叉。

2、计算机科学与工程

计算机科学与工程涉及领域较宽广,包括计算机图形学,计算机视觉技术,口语系统,医学机器人,医学视觉,移动机器人学,应用人工智能,有生物灵感的机器人及其模型。医疗决策系统,计算机辅助自动化,计算机体系结构,网络与移动系统,并行与分布式操作系统,编程方法学,可编程系统研究,超级计算技术,复杂性理论,计算与生物学,密码学与信息安全,分布式系统理论,先进网络体系结构,并行编辑器与运行时间系统;并行输入输出与磁盘结构,并行系统、分布式数据库和交易系统,在线分析处理与数据开采中的性能分析。

3、信号处理

信号处理技术是现代电气电子工程的基础。包括声音与语言信号处理,图象与视频信号处理,生物医学成像与可视化,成像阵列与阵列信号处理,自适应与随时间变化的信号处理,信号处理理论,大规模集成电路
(VLSI)体系结构,实时软件,统计信号处理,非线性信号处理与非线性系统标识,滤波器库与小波变换理论,无序信号处理,分形与形态信号处理。

三、教学与科研领域

4、系统控制

系统控制包括鲁棒与{zy}控制,鲁棒多变量控制系统,大规模动态系统,多变量系统的标识,制造系统,最小{zd0}控制与动态游戏,用于控制与信号处理的自适应系统,随机系统,线性与非线性评估的设计,随机与
自适应控制等等。

5、电子学与集成电路

本领域包括微电子学与微机械学,纳电子学(Nanoelectronics),超导电路,电路仿真与装置建模,集成电路(IC)设计,大规模集成电路中的信号处理,易于制造的集成电路设计,集成电路设计方法学,A/D与D/A转换器,数字与模拟电路,数字无线系统,RF电路,高电子迁移三极管,雪崩光电管,声控电荷传输装置,封装技术,材料生长及其特征化。

6、光子学与光学

在美国大学,光子学与光学属于电气电子系的关键方向之一。本方向包括光电子学装置,超快电子学,非线性光学,微光子学,三维视觉,光通讯,软X 光与远紫外线光学,光印刷学,光数据处理,光通讯,光计算,光数据存储,光系统设计与全息摄影,体全息摄影研究,复合光数字数据处理,图象处理与材料光学特性研究。

7、电力技术

此方面主要包括电气材料学与半导体学,电力电子及装置,电机,电动车辆,电力系统动态及稳定性,电力系统经济性运行,实时控制,电能转换,高电压工程等。

8、电磁学

本方面包括卫星通讯,微波电子学,遥感,射电天文学,雷达天线,电磁波理论及应用,无线电与光系统,光学与量子电子学,短波激光,光信息处理,超导电子学,微波磁学,电磁场与生物媒介的相互作用,微波与毫米波电路,微波数字电路设计,用于地球遥感的卫星成像处理,子毫米波大气成像辐射线测定(Submillimeter-Wave Atmospheric Imaging Radiometry),矢量有限元,材料电气特性测量方法,金属零 件缺陷定位。

9、微结构 Microstructure

作为微电子学革命的发源学科,固体电子学技术现在又产生了另一个新的重要的技术领域--微机电系统 Micro-Electro-Mechanical Systems(MEMS)。MEMS是一个极端多学科交叉的领域,对许多工程与科学领域有重大影响,尤其是电气工程,机械工程,生物工程等等。最近的研究表明微加工(Micromaching)为推动化学工程、材料工程、生物学、物理化学的前沿发展提供了强大的工具。MEMS的最基础方面是微制备技术的加工知识,制造微小结构的方法。正是MEMS技术使我们能够制造超声微喷流(Microjet)和微米尺度电机,能在一硅晶片上制造纳米尺度扫描隧道显微镜 nanoscale scanning tunneling microscopes ,能制作用于测量精细胞活性的微迷宫。

10、材料与装置

电气电子材料及其装置是美欧大学电气学科中的重要学科方向之一。这一学科包括光电子装置仿真,纳结构电子学,半导体与微电子学,磁性材料、介电材料与光材料及其装置,固态物理及其应用,小型机械结构及其激励器,微机械与纳机械装置 (Micromechanical and NanomechanicalDevices),物理、化学和生物传感器,装置物理学及其特征化,设备建模与仿真, 纳制备(Nanofabrication)与新装置,微细加工(Microfabrication),超导电子学。

11、生物工程

生物、生命科学是21世纪的最活跃学科之一,利用电气电子技术进行生物生命研究是美欧大学电气学科的特点之一。本方面包括生物仪器,生物传感器,计算神经网络,生物医学超声学,微机电系统(MEMS),神经系统中信号的传递与编码,高能粒子与生命物质的相互作用,高能粒子束与高能X光在xx肿瘤中的临床应用,医学成像,生物图象处理,磁共振成像,发射型计算机断层摄影术(PET 和SPET),超声成像,超声成像的三维重建,心脏成像的特征提取,PET/SPET成像中衰减校正,神经微电子界面,血管内的成像,聋瞎病人感官辅助系统,盲人阅读机,自动语言识别等。  

四、美国国家自然科学基金委员会(NSF)电气工程学科简介
 
美国大学是承担NSF资助项目的主要单位, NSF资助的项目代表着美国基础研究和应用基础研究的{zg}水平。因此了解NSF中电气工程学科的资助重点,可以使我们从美国的国家需求高度,宏观了解美国在该学科领域的发展方向。

美国NSF在工程领域的资助范围包括:生物工程与环境系统,建筑学与机械系统,化学与运输系统,设计、制造及工业创新,电气与通讯系统,工程教育等。

在电气工程与通讯系统领域中,{dy}重点资助的学科方向是微电子学(Microelectronics)、纳电子学(Nanoelectronics),光电子学,微机电装置,以 及将它们集成到电路和微系统中。第二重点资助的学科领域是系统的分析与设计原理。它包括学习与自适应系统,分布式系统与网络,混合离散--连续表征方法,高性能仿真与特定域计算,基于生物原理的搜索和优化算法等。

综合上述内容表明,美国大学的电气工程包括了以电子和光子为基础的几乎所有工程领域,如此宽广的学术内容体现于电气工程系的课程设置,学生培养方向和科研课题之中,这无疑会培养学生在电气工程领域打下宽广而深厚的理论基础。

美国计算机专业xx20名学校大点评一

一、4个最为优秀的CS Program: Stanford, UC. Berkeley, MIT, CMU
二、6个其他前10的: UIUC, Cornell, U. of Washington,Princeton, U. of Texas-Austin 和 U. of Wisconsin-Madison, 其中UIUC, Cornell, U. of Washington和UW-Madison几乎从未出过前10。
三、其他非常非常优秀的CS:CalTech, U. of Maryland at CP, UCLA, Brown, Harvard , Yale, GIT, Purdue, Rice, 和 U. of Michigan.


     Stanford URL: http://www.stanford.edu/ Stanford的CS是个很大个的CS,拥有40人以上的Faculty成员,其中不乏响当当硬梆梆的图灵奖得主(Edward A.Feigenbaum, John McCarthy) 和各个学科领域的大腕人物,比如理论方面的xx Donald E. Knuth; 数据库方面的大牛Jeffrey D. Ullman(他还写过那本xx的编译原理,此人出自Princeton);以及RISC技术挑头人之一的John Hennessy。相信CS的同学对此并不陌生。该系每年毕业30多名Ph.D.以及更多的Master。学生的出路自然是如鱼得水,无论学术界还是工业界,Stanford的学生倍受青睐。几乎所有前10的CS中都有Stanford的毕业生在充当教授。当然同样享有如此地位的还包括其他三头巨牛:UC.Berkeley, MIT 和 CMU. 毕业于U. of Utah的Jim Clark 曾经在Stanford CS当教授。后来就是这个人创办了高性能计算机和科学计算可视化方面巨牛的SGI公司。SUN 公司名字的来历是:Stanford UniversityNetwork.。顺便提一下,创办 YAHOO的华人杨致远曾在斯坦福的EE攻读博士,后来中途辍学办了YAHOO。 CS科研方面,斯坦福无论在理论,数据库,软件,硬件,AI 等各个领域都是实力强劲的{dj0}高手。斯坦福的RISC技术后来成为SGI/MIPS的 Rx000系列微处理器的核心技术; DASH,FLASH 项目更是多处理器并行计算机研究的前沿;SUIF并行化编译器成为国家资助的重点项目,在国际学术论文中SUIF编译器的提及似乎也为某些平庸的论文平添几分姿色。 Stanford有学生14000多,其中研究生7000多。CS有175人攻读博士, 350人攻读硕士,每年招的学生数不详,估计少不了,但不要忘了,每年申请CS的申请学生接近千人。申请费高达 90$。 斯坦福大学位于信息世界的心脏地带--硅谷。加州宜人的气候,美丽的风景使得Stanford堪称CS的天堂。33.1平方公里的校园面积怕是够学子们翻江蹈海,叱姹风云的了。 申请斯坦福是很难成功的,但也并非不可为之。去斯坦福这样的牛校,运气很重要,牛人的推荐也很重要。


      UC-Berkeley URL: http://www.berkeley.edu/ 同样地处旧金山湾畔,硅谷地带,离Stanford只有大约 50公里的加州大学伯克利校区:UC.Berkeley是美国最激进的学校之一。60年代的嬉皮文化,反越战,东方神秘主义,回归自然文化都起源于此。诗人爱伦金斯堡是当年 Berkeley的代言人。 在当今高科技领域C. Berkeley 在缔造新的神话,在文学,数学,化学,新闻等20多个大的学科领域中位居前3. 16个诺贝尔奖得主,总数近200的科学院院士、工程院院士,连同众多在硅谷商战中成为亿万富翁的伯克利人撑起了一面汇集天下之英才的大旗。INTEL总裁AndrewGrove毕业于UC. Berkeley。 BSD版的UNIX影响了整个OS界,伯克利的RISC技术后来成为了SUN公司SPARC微处理器的核心技术,巨牛人物David Patterson接下了一个6亿美元的项目用于新型计算机体系结构,特别是IRAM的研究开发。 UC. Berkeley有学生30000多,研究生超过8500。申请费和其他加州大学的分校一样,40$。据一项最近的调查,伯克利已经成为美国大学生最向往的研究生院,高居榜首,其申请的难度可想而知。UC.Berkeley的    DEADLINE一般很早,12月中就截至了,其内部 的实际DEADLINE其实要迟一些。 Berkeley的CS是个大系,Faculty中有图灵奖得主以及象 Patterson这样的巨牛。学生的出路同Stanford,MIT,CMU一样,光 圆 烂,前程锦绣,这里不再赘述。CS科研方面,Berkeley也是样样强,门门巨牛。 旧金山湛蓝起伏的海湾,苍翠绵延的山峦,舒心宜人的气候,以及近在咫尺的硅谷…… 这一切的一切不也使得UC.Berkeley 俨然一个CS 学子的世外桃源么?

美国计算机专业xx20名学校大点评二

MIT URL: http://www.mit.edu/ MIT 招生好象不看GRE成绩。但MIT的CS是巨牛的,99年{zx1}排名上它和斯坦福被打了5.0 的满分,并列{dy}。MIT的CS曾为CS的发展作出不可磨灭的贡献,数据流计算的思想和数据流计算机、人工智能方面的许多重大成就,以及影响了整个 UNIX界的X-Window……MIT和斯坦福,CMU, UC. BERKELEY一样,都是几乎在CS界样样巨牛的学校。 MIT的Media Arts and Sciences其知名度不在Computer Department下。主要是多媒体技术,信息处理,人工智能……有一大批xx的教授,如Marvin Minsky (Turing Aw ard)
      CMU URL: http://www.cmu.edu/ CMU是个位于匹兹堡的不大的学校,学生7000多,校园好象也不大。但这个学校在工程及其他一些领域却是{dj1}的学堂。 CMU的 CS 不单单是个系,而是一个学院,其规模之大,可能只有Stanford, UIUC可比。教师学生的情况同前面3个类似,不再赘述。Mach 操作系统,PVM,C.mmp等都有CMU的巨大贡献。 申请CMU的难度很大,因为尽管CMU的 CS Faculty很多,但每年只招不足30人的研究生队伍。
      CORNELL URL: http://www.(cs.)cornell.edu 作为 IVY LEAGUE的成员和一所私立学校,Cornell有其独到的优势。在美国,私立学校一般比公立学校难进,其学生也是经过很严的选拔才录取的,Cornell的CS学生入校后多能享受FELLOW的待遇,其个人经济条件非公立学校可比,加上贵族式校友的提拔,私立学校的出路是很诱人的。 Cornell在理论计算机方面一直是{dj0}高手,但在其他CS领域并不总能在前10.Cornell学生18000多,研究生过5000。CS每年招攻读Ph.D.的学生25 人左右。

      UIUC URL: http://www.uiuc.edu/ UIUC的工程院在全美堪称{zz1}级的巨牛,其CS,ECE,EE在历史上都屡建战功。在CS方面,从早期的超级计算机ILLIAC I, II, III, IV到后来的 CEDAR,都是CS发展史上,特别是并行计算机发展史上的重要事件,影响,引导了很长时期的发展。 David Kuck曾是并行处理界的一代先驱。 超级计算机研究开发中心:CSRD,美国国家超级计算及应用中心:NCSA等众多的机构,使得UIUC的CS常常成为研发的领军头领。 大家可能还记得,Netscape-Navigator 的最初开发人员中有个Marc,Anderssen。这位来自WISCONSIN的小伙在UIUC读本科,大四的时候在NCSA参与编写了MOSAIC,后来他去了硅谷,并在那里遇到了前面提到过的大牛: Jim Clark,SGI的前创始人,两人一见如故,联手创办了xx的网景,并一度在浏览器市场上独霸武林。 随着一代代{zz1}大师的离去,UIUC 的 Faculty看上去似乎并不引人 注目。但得提醒你,UIUC的CS向来以实干著称。我期待着他们下一个惊世之举。 UIUC是个大学校,学生数过35000,研究生院的近万。UIUC的CS很大个,40余个Faculty提供了全面的CS教育和科研项目。每年30多个博士的毕业数目似乎只有斯坦福可以匹敌。 UIUC的Polaris并行化编译器是这个领域和斯坦福的SUIF直接叫板的拳头产品。清华开发并行编程环境时选用了这个系统。只是代码庞大,运作缓慢的Polaris搞的清华有那么一点点瘪西西... UIUC 在计算机硬件,软件,AI,DB,等各个领域都相当巨牛。特别是硬件,前面提到的ILLIAC,CEDAR.....事实上,UIUC在超级计算机系统的研究开发方面决不逊于CS四大天王中的任何一个,甚至有过之而无不及。NCSA建立在UIUC这一事实本身就是佐证。 UIUC-CS 的学生毕业后去学术界的不少,Stanford, Berkeley...都有UIUC的博士挑大梁。但更多UIUC-CS学人还是进入业界,成为业界实干的中坚。

美国计算机专业xx20名学校大点评三

U. of Washington URL: http://www.washington.edu/ 位于 Seattle的 UW 得天独厚--计算机界的巨牛MS就在西雅图,而且 更为要命的是,Bill Gates就是那里儿的人。这位Harvard 的辍学者给了哈福许多MONEY, 但同给UW的钱财相比,实在是小巫见大巫。 U. of Washington位于分光秀丽的WASHINGTON湖畔,气候四季如春。33000多学生中研究生有8000。Seattle最令人厌恶的地方可能就是一年有160天会降水。 UW的CS较大,30多名Faculty成员,每年近20个优质博士毕业,以及大量的Master。估计每年的招生数应该不低,UW的CS在各个方面比较均衡,最强的软件排名第5,而其他领域也一般都能位居前10,好象没有明显弱的地方。 图灵奖得主 Dick Karp从Berkeley告老还乡后又被返聘到了UW的CS。U. of Washin gton的 CS要求很高,Ph.D.学生入学的平均 GPA 高达 3.86, GRE2160+,加上一般较早的DEADLINE,申请UW是相当有难度的。

Princeton URL: http://www.princeton.edu/ Princeton是个令人神往的地方,这里曾经是科学的世界中心。Princeton的CS不大, 18个Faculty成员,学生数也不算多。科研上除了排名第5的理论,似乎俺还没注意到其他闪光点,望知情人补充。但是,Princeton无疑培养出了大量计算机界的优秀人物,Jeffrey D. Ullman, John McCarthy等巨牛人物均出自大名鼎鼎的Princeton. 在Princeton领受的教育是{zh0}的教育熏陶。 Princeton学校不大。



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