教授讲专业 | 张孝：推动世界改变的计算机专业
编者按
“大学之道，在明明德。”大学是学问的中心，是帮助青年人涵养心智、锤炼意志、放飞理想的平台。而大学的专业教育本质上是一种博雅和理性的活动，是志趣相投的一批人的智慧激荡。在【教授讲专业】栏目，我们邀请了人民大学的名师大家、杰出学者讲述专业的历史积淀、特色亮点、发展前景等，为高中生们找寻专业兴趣、确立专业目标、理性选择专业提供权威参考。
张孝，中国人民大学信息学院副院长、教授、博士生导师。中国计算机学会教育工委委员、数据库专委会委员、虚拟现实与可视化专委委员、CSP认证委员会和CCSP竞赛技术委员会委员、北京电子学会理事等。主持国家自然科学基金，并作为核心骨干或主要技术骨干先后参与“八五”、“九五”等多项国家科技攻关项目、国家863重大专项、国家“核高基”重大专项、国家重点研发计划、北京市重大科技项目以及多项省部级课题。先后获得多项省部级奖励，包括国家科技进步二等奖、教育部科技进步一等奖、二等奖，北京市科技进步一等奖和二等奖（2 次），CCF科技进步一等奖等。先后在《软件学报》、《计算机学报》等核心期刊以及VLDB、ICDE 等国际会议上单独或联合发表论文50余篇。研究领域主要包括：数据库体系、大数据管理与分析、基准测试等。
推动世界改变的计算机专业
实现财务自由早，人生没有几多愁
——与青年朋友谈谈财务管理专业
每个专业都有自己的特色，我觉得计算机专业最大的特色是它紧紧地和一个快速奔跑的计算机产业绑在了一起。很多新的研究成果实实在在地变成了产品，推动了产业的高速发展；产业的高速发展吸引了大量人才学习这个专业，又加快了研究的进度。到目前为止，计算机专业是一个仍处于上升期的、正在良性循环的好专业。虽然人们很早就预测21世纪将是生物的世纪，但目前来看，21世纪还是属于计算机专业的。
同样的，计算机学科的发展历史是和计算机行业的发展历史密不可分的。1946年2月，世界上第一台通用电子计算机ENIAC诞生。然后，计算机快速地经历了电子管时代、晶体管时代、集成电路时代，从实验室走到了实际的市场当中。在这个过程中，IBM、HP等公司进行了很多开创性的工作，也成功地制造出了很多优秀的计算机产品。
早期的计算机只有少数机构才能配置，但是随着集成电路的密度按照摩尔定律呈现指数级增长，小小的芯片上可以集成比以往大型计算机还复杂的逻辑单元，因此以CPU芯片为主驱动力的微型计算机开始登上历史舞台，并逐渐成为计算机领域的主流。这个时代，站在历史前台的是制造CPU的Intel公司、制造操作系统Dos和Windows的微软公司，以及制造个人电脑的IBM公司、苹果公司等。
20世纪90年代，以APPANet为基础的互联网进入发展的快车道，从网景浏览器的流行开始，到雅虎、Google、Facebook，以及中国的搜狐、新浪、网易、百度、腾讯、阿里巴巴等网站，很多公司的产品至今仍然在市场上举足轻重。然后，从2007年iPhone发布开始，人们更喜欢用手机上网，移动互联网时代已经到来。
在这些大家所熟悉的计算机产品和企业背后，实际上有大量的计算机新技术的贡献。比如单机系统的驱动力是CPU、操作系统的发展，网络通信离不开底层的交换机、路由器、TCP/IP协议栈，超大规模网络服务背后是分布式系统、云计算、数据库等等技术，智能系统离不开大数据处理、人工智能、机器学习，下一代计算机可能要着眼于量子计算机、生物计算机等。
来计算机专业学习，最有意思的一点就是在课堂学到的东西，在实际的生活中、在未来的工作中看得见、摸得着。数学类课程为后面的复杂问题建模、求解打下基础；编程算法类课程锻炼实际动手能力，可以亲身参与各类计算机系统的构建；计算机系统类课程可以深入了解复杂的计算机软硬件系统是如何工作的，为设计和建立新的系统打下基础。
每个时代都需要英雄，每个时代都有很多人想成为英雄。战争时代期望的是战斗英雄，改革开放时代期望的是致富的英雄，现在这个时代期望的是改变世界的英雄。在快速发展的计算机行业，可以创造改变世界的新技术、制造改变世界的新产品，有很多改变世界的机会。
专业常见问题解答
计算机专业主要学习什么?
(1)建立完整的计算机领域知识体系:包括计算机程序设计、数据结构和算法、计算机软硬件系统。虽然计算机领域发展很快,但基础的东西变化没有那么快,因此建立完整的计算机知识体系,对于适应新时代的新发展,具有很大的好处。
(2)培养动手能力:计算机是一个工程学科、实用的学科,从早期的设计和制造计算机,到现在互联网产业的大发展,都离不开实际动手。因此,计算机专业会非常重视编程能力的培养,让学生自己动手设计和实现计算机软硬件系统,为将来的工作做好准备。
(3)建立计算思维:随着计算机和人工智能的发展,我们的社会也将进入新的阶段,人要和机器进行竞争,要充分利用计算机做更多的事情。因此,在本科阶段建立计算思维是比知识学习更为重要的事情。
为什么要选择人民大学的计算机专业?
如同人民大学在人文、社科等领域的特色和领先地位,人民大学的计算机专业在计算机的数据科学领域同样具有悠久的历史和雄厚的实力,在全国计算机各大院校中长期处于领先地位。本专业的萨师煊老师、王珊老师是国内最早从事数据库教学和科研的专家,王珊老师的《数据库系统概论》教材已经出到第五版,印刷几百万册,被评为国家级精品课程和国家级优秀教材,几十年来为国家培养了大量数据库领域的人才。在国内数据库领域最权威的学术组织——中国计算机学会数据库专业委员会,计算机专业的萨师煊老师、王珊老师、杜小勇老师先后担任专委会主任或名誉主任。王珊老师、杜小勇老师团队于2018年获得国家科技进步二等奖。
人民大学计算机专业以数据科学为特色组织人才培养和科学研究,在数据库、大数据、数据挖掘、机器学习、云计算、信息安全、多媒体数据处理等众多数据驱动型的研究领域有深厚的积累,培养的学生也多数在与数据科学相关的行业工作。
计算机专业的本科核心课程有哪些?
人民大学计算机专业在传统计算机本科教学体系的基础上,结合自身的学科特色,在本科核心课程设置上主要有三条主线:
问题求解:重点培养学生基本的计算机编程能力和利用计算机程序求解实际问题的能力。编程方面主要包括程序设计导论、程序设计实践、面向对象程序设计等平台课或必修课,求解问题方面主要包括离散数学、数据结构、算法分析与设计等必修课程,还包括移动平台应用开发等选修课程。
系统平台:使学生深入了解计算机程序底层的软硬件平台,理解计算机运行的原理,以及如何进行计算机系统的性能优化,锻炼学生搭建和改进计算机系统的能力。主要包括计算机组成原理、操作系统、计算机网络、编译原理等平台或必修课,此外还包括数字电路、汇编语言、并行计算、分布式系统与云计算等选修课程。
数据科学:介绍数据科学,以及数据处理、管理和存储系统的基础知识,主要包括数据科学概论、数据库系统概论等必修课程,同时还包括机器学习、人工智能导论、模式识别、数据仓库与数据挖掘、统计学习等高级选修课程。
此外,本专业还提供一些特色选修课程模块,如信息安全模块、多媒体数据处理模块、经济应用模块、金融信息管理模块等。
具备哪些特质的学生更适合学习计算机专业?
相对于很多其他学科,计算机学科实际上是一门很年轻的学科,只有几十年的历史。因此,计算机领域的人才最早来自两个方面:一是数学物理等理学出身;二是电机电子等工程学科出身。到目前为止,计算机领域仍然同时具有这方面的特征。所以计算机专业也特别适合具有这两方面特征的学生来学习。如果对数学非常感兴趣,有很好的数学基础,那在计算机领域从事理论研究、算法设计甚至程序开发等工作时,将具有很大的优势;如果动手能力强,喜欢做出实际的东西来(包括软件、硬件),那在计算机系统研究或开发方面也会非常有优势。如果两方面的特征都具备,那么就非常好,通常一个方面比较优秀就非常适合学习计算机专业。
在计算机专业的学习过程中,有可能遇到的困难是什么?
计算机专业学习的第一个困难,应该是大一刚开始学习计算机编程的时候,尤其是对于高中阶段没有接触过计算机编程的同学来说。因为相对于高中阶段的数学、物理、化学等理科,计算机实际上更偏向工科,需要有一个思维方式的转变。不过大家也不用太担心,因为计算机专业的本科培养体系实际上是一个多层的模型,在大一、大二、大三会一遍遍地锻炼计算思维和编程能力,大一可能感觉不太适应,但是经过努力,到大二、大三适应之后就会好很多。
第二个困难是大二、大三的专业课上将会面临很多工作量很大的大作业,整体来说,计算机专业是一个比较辛苦的专业。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”这在计算机专业的学习过程中表现得特别明显,学过理论知识,只能算是学会了一小半,真正自己动手用程序实现一遍,才是真正学会了。美国的计算机专业也是如此,它是最累的专业,同时也是学生最多的专业。因为计算机专业的就业非常好,而且学生在学校经过努力,学的东西在工作中往往能直接用得上。
社会上对计算机专业存在哪些理解误区?
社会上对计算机专业存在各种理解误区,早期认为学计算机就是装配电脑、修电脑,后来逐渐有一些高级点的误解:
(1)学计算机出来只能当程序员。
其实程序员是个很好的职业,虽然经常自嘲为“码农”,但实际上做的事情对社会的影响很大,往往立竿见影,成就感强;收入也非常高,是少数能适应北京、上海、深圳房价的职业,而且公司上市等机会要比传统行业大很多。此外,很多行业都和计算机相关,学计算机也可以从事咨询、金融、管理、科研等方面的工作。
(2)自学也能当程序员,没必要学计算机专业。
聪明的人自学也能当程序员,但是缺少完整的计算机专业培养,对计算机知识和技能的理解不够深入,一旦技术潮流发生变化,适应往往会比较困难。
(3)计算机行业的收入比金融行业低。
金融行业的高收入者的确收入很高,但人数非常少,金融行业属于两极分化非常严重的一个行业,绝大多数银行、保险公司的员工收入并不算很高。而在计算机行业,收入差距会小很多,其平均收入是明显高于金融行业的。
现实中有哪些问题需要计算机专业的人才来解决?
应该说,越来越多的现实问题需要计算机专业的人才来解决。衣食住行等方方面面,大家现在很大程度上依靠手机、电脑来解决。买东西用淘宝、天猫、京东、亚马逊等,吃饭用大众点评、美团、饿了么,旅行住宿用携程、去哪儿,下围棋现在都离不开讨论AlphaGo、Master。人工智能正在替代很多传统行业,相信真正需要问的问题是“现实中有哪些问题不需要计算机专业的人才来解决”。
计算机专业毕业生主要在哪些行业就业?
人民大学计算机专业毕业生就业方向主要是四类:一是阿里巴巴、腾讯、百度、微软等互联网或软件领域的大企业;二是与数据库系统紧密相关的企业,如Oracle,Tera-Data,以及在积极推进云计算或数据库系统的公司,如阿里云、腾讯云、京东云、华为、人大金仓等;三是银行、保险等金融领域的企业,主要是几大国有银行和保险公司;四是事业单位或国家机关。
计算机专业出国率和保研率如何?
计算机专业就业很好,很多学生在本科毕业时就有很好的工作选择,所以每年本科毕业就业的学生相对于其他专业会多一些。例如,2019届计算机专业本科毕业生中,出国继续深造的占35%,在国内继续读研深造的占51%,直接工作的占13%，总体就业率为99.6%。本科生出国基本在英美地区，有麻省理工、剑桥大学、哥伦比亚大学、约翰霍普金斯大学等世界顶级名校；国内读研除了在人大本校读研究生外，基本都去了清华、北大、中科院，就业以公务员和几家最大的互联网企业为主。
学长学姐感言
毕业整整20多年了,在人大信息学院攻读硕士研究生的点点滴滴仍然历历在目。尽管20多年来,信息科技发生了翻天覆地的变化,大数据、云、移动、社交、物联网等各种新信息技术风起云涌,但作为国外知名企业一名负责重点客户的首席软件架构师,我始终能够自如应对来自信息科技更新变化以及客户多变创新需求的双重“冲击”。千言万语总结成一句话:“授人以鱼不如授人以渔。”人大信息学院严谨完整、文理兼行的育人理念,紧跟世界先进潮流又不随波逐流的原则,有独到深入见解及观点的研究与实践相结合的学风,以王珊老师为代表的老师们为人师表、静心钻研的工匠精神,深深融入了每个人大信息人的血液中。衷心感谢人大信息学院!真的很怀念在信息学院的日日夜夜……
——李纪华
1994级硕士生
现就职于IBM,任中国工商银行首席软件架构师
对于在人大的生活,我最深的感触莫过于自由。从全校来看,计算机专业的课业负担可能相对繁重;但和其他院校的同类专业相比,绝对算得上轻松自由。在这里,无论是在学习还是生活中,都更尊重学生,很少会有强制性的要求,更多的时候,选择的权利掌握在大家自己的手中。当自己可以做出选择的时候,就必然会面临一个问题——如何做是对、如何做又是错呢?也许在这四年的生活中,你就会找到自己的答案,完成从一个高中生到成人的蜕变、成长。
——朴乘志
2013级本科生
从编程知识白纸一张,到acm竞赛获奖,不过年余时光。从未想到进入大学前对计算机的理解止于word和游戏的我竟会对这一极具理工色彩的专业一见钟情。为大作业熬过一晚又一晚只为将功能实现得更漂亮一点;和队友每周六连续五小时的训练收获的是题目accepted时的雀跃。通过计算概率处理自然语言,使用遗传算法模拟自然演变,只是研读便觉惊叹。算法让我见识到了另一个世界,一个用程序设计语言编写出的世界。计算机科学为我开启了一扇门,门后便是充满无限可能的未来。
——王斐
2015级本科生
选自《你的专业——中国人民大学本科专业介绍》
排版美编：刘怡辰