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高级计算机科学

相关源文件

目的与范围

本文档涵盖了OSSU课程体系中的高级计算机科学（Advanced CS）部分，代表了本科计算机科学教育的最后一年。高级CS提供五个主要领域的选修专业方向：编程、系统、理论、安全和数学。学生在完成所有核心CS要求后，根据其职业发展目标选择课程。

有关先修的核心CS要求信息，请参阅 核心计算机科学。有关完成高级CS后的毕业设计要求指南，请参阅 毕业设计。

高级CS系统架构

高级CS系统是构建在强制性的核心CS基础之上，一个由选择驱动的专业化框架。

总体高级CS结构

来源： README.md305-426

高级CS课程依赖关系和先决条件

来源： README.md322-401

专业领域

高级编程

高级编程专业专注于复杂的编程范式、调试方法和并行计算技术。

核心主题涵盖

  • 调试理论与实践
  • 目标导向编程
  • 并行计算
  • 面向对象分析与设计
  • UML
  • 大规模软件架构与设计
课程平台持续时间工作量先决条件
并行编程Coursera4周每周6-8小时Scala编程
编译器edX9周每周6-8小时无
Haskell入门UPenn14周--
学习Prolog现在！自学12周--
软件调试YouTube8周每周6小时Python，面向对象编程
软件测试YouTube4周每周6小时Python，编程经验

来源： README.md311-331

高级系统

高级系统专业通过MIT的结构化计算结构序列，提供深入的硬件和计算机架构知识。

核心主题涵盖

  • 数字信号
  • 组合逻辑
  • CMOS技术
  • 时序逻辑
  • 有限状态机
  • 处理器指令集
  • 缓存
  • 流水线
  • 虚拟化
  • 并行处理
  • 虚拟内存
  • 同步原语
  • 系统调用接口
课程平台持续时间工作量先决条件备注
计算结构1：数字电路MIT edX10周每周6小时Nand2Tetris II替代的OCW链接包含所有3门课程
计算结构2：计算机体系结构MIT edX10周每周6小时计算结构1-
计算结构3：计算机组织MIT edX10周每周6小时计算结构2-

先决条件说明：高级系统假设学生已经学习过基础物理课程（例如高中AP物理）。

来源： README.md333-356 README.md115

高级理论

高级理论专业涵盖理论计算机科学基础，包括形式计算模型和算法博弈论。

核心主题涵盖

  • 形式语言
  • 图灵机
  • 可计算性
  • 事件驱动并发
  • 自动机
  • 分布式共享内存
  • 共识算法
  • 状态机复制
  • 计算几何理论
  • 命题逻辑
  • 关系逻辑
  • 埃尔布朗逻辑
  • 博弈树
课程平台持续时间工作量先决条件
计算理论MIT OCW13周每周10小时计算机科学数学、逻辑、算法
计算几何edX16周每周8小时算法，C++
博弈论Coursera8周每周3小时数学思维、概率、微积分

来源： README.md357-380

高级信息安全

高级信息安全专业提供对Web安全、治理、取证和安全软件开发实践的全面覆盖。

课程平台持续时间工作量先决条件
Web安全基础edX5周每周4-6小时理解基本Web技术
安全治理与合规Coursera3周每周3小时-
数字取证概念Coursera3周每周2-3小时核心安全
安全软件开发：需求、设计与重用edX7周每周1-2小时核心编程和核心安全
安全软件开发：实现edX7周每周1-2小时安全软件开发：需求、设计与重用
安全软件开发：验证与更多专业主题edX7周每周1-2小时安全软件开发：实现

来源： README.md381-391

高级数学

高级数学专业通过线性代数、数值方法、形式逻辑和概率论来提高数学素养。

课程平台持续时间工作量先决条件讨论
线性代数精要YouTube--高中数学聊天
线性代数MIT OCW14周每周12小时课程要求：线性代数精要聊天
数值方法入门MIT OCW14周每周12小时线性代数聊天
形式逻辑入门Open Logic Project10周每周4-8小时集合论聊天
概率哈佛15周每周5-10小时微分与积分聊天

来源： README.md392-401

课程选择策略

高级CS的选择策略是面向领域的，而非全面覆盖。学生应

  1. 先完成所有核心CS课程：高级CS假设已掌握所有核心CS材料
  2. 根据职业意向选择：学习与您目标领域相关的所有课程
  3. 选择性专业化：无需学习某个子类别的所有课程
  4. 定制科目：学生可以与Discord社区交流反馈，创建定制的专业化科目

选择决策树

来源： README.md307-310 README.md67

与OSSU课程体系集成

高级CS通过以下方式与更广泛的OSSU体系集成：

  1. 先决条件执行：严格要求完成核心CS课程
  2. 社区指导：Discord频道提供专业化建议
  3. 进度跟踪：学生在forked的GitHub仓库中跟踪完成情况
  4. 质量标准：所有课程均符合CS2013课程标准
  5. 替代资源：不符合要求的优质课程已移至 extras/courses.md

高级CS体系代表了OSSU课程设计的顶峰，在保持学术严谨性的同时，通过CS2013标准框架提供了灵活性。

来源： README.md307-310 README.md42 README.md46 README.md67 README.md450