该模块向学生展示最先进的函数式编程语言以及他们在 lambda 演算和类型论方面的数学基础。学生可以期望培养高级函数式编程技能和对实验性编程语言的认识。
在模块结束时，学生应该能够：
能够正式证明复杂程序的正确性
理解并使用高级类型系统（例如依赖或线性）进行编程
了解并应用函数式编程中的高级习语
与逻辑和数学基础建立联系
展示对该领域当前文献的认识
本模块介绍计算机网络中涉及的基本概念、技术、体系结构和标准，以及它们的设计和实现方法。这将包括对数据传输协议、TCP/IP、LAN 和 WAN、通信机制和同步问题的讨论。该模块将基于对现实世界案例研究的讨论
在模块结束时，学生应该能够：
展示对计算机网络和协议设计中涉及的基本概念和问题的理解
展示对计算机网络的分层组织和结构及其特定问题和算法的理解
解释主要类型的架构和通信机制，例如客户端-服务器、移动或云，包括社交网络
在网络和云系统的开发中应用最先进的技术和技术，包括最近在研究论文和标准化文件中提出的技术
学生应展示独立学习、理解和批判性地评估本模块所涵盖学科领域的高级材料或研究文章的能力
算法是计算机科学的核心。在本模块中，我们将开发一系列核心算法思想，例如动态规划、贪心法、分而治之技术和网络流。然后，我们将学习如何使用这些来设计针对一系列问题的有效算法，这些问题是由一系列应用程序驱动的。然后，我们将考虑计算复杂性理论中的核心概念，例如 NP 完备性，以及它们对算法设计的影响。最后，我们将考虑一些高级现代主题，例如近似算法和随机算法、参数化算法和复杂性以及数据流算法。
在模块结束时，学生应该能够：
理解、解释和应用构建算法的核心技术
设计新颖的算法来解决特定问题
理解和应用计算复杂性理论的核心概念
欣赏和解释算法理论中的现代主题
展示对该领域当前文献的认识
证明计算机系统、硬件或软件没有错误是计算机科学的一个重要且具有挑战性的领域，但在诸如安全关键型应用程序或计算机安全等后果可能很严重的情况下是必不可少的。本模块介绍形式验证领域，严格检查计算机系统的正确性。将向学生介绍顺序和并行系统数学建模的概念，学习如何使用逻辑（尤其是时间逻辑）形式化正确性属性，以及如何使用模型检查等技术自动验证它们。该模块将涵盖这些验证技术背后的理论和算法，并对使用验证工具进行实用介绍。
在模块结束时，学生应该能够：
理解并应用系统数学建模的基本概念，例如带标签的过渡系统
使用逻辑表达系统的形式正确性
使用形式验证算法、技术和工具来检查系统的属性并解释其背后的原理
展示独立研究、理解和批判性评估本模块所涵盖学科领域的高级材料或研究文章的能力
视觉是使人类能够在（不断）变化的环境中行动（和互动）的主要感官之一，而成像是我们以适合计算处理的形式记录视觉信息的方式。成像和计算机视觉在广泛的智能系统中发挥着重要作用，从先进的显微镜技术到自动驾驶汽车。该模块将侧重于基本计算原理，这些原理使通过多种成像技术之一获取的图像元素阵列能够转换为理解图像内容和完成各种感知任务所必需的结构和语义实体。我们将研究图像形成、低级图像处理、对象识别、分类、分割、配准、立体视觉等问题，运动分析、跟踪和主动视觉。讲座将伴随一系列练习，这些练习将在真实场景中设计、实施和测试这些计算模型。
在模块结束时，学生应该能够：
了解主要的计算机视觉和成像方法及计算模型
设计、实施和测试计算机视觉和成像算法
知道如何综合成像和视觉技术的组合来解决现实世界的问题
学生应展示独立学习、理解和批判性地评估本模块所涵盖学科领域的高级材料或研究文章的能力
分布式系统已经变得司空见惯，此类系统提供了我们每天所依赖的绝大多数服务。该模块从实践和理论的角度研究分布式系统中的一系列主题。通过对经典方法和结果的严格理解，学生将学习如何分析、设计和实施高效、容错的现代问题解决方案。
在模块结束时，学生应该能够：
理解和设计分布式算法
对分布式算法的特性进行分析推理
了解并在可靠系统的设计中应用基本概念
使用定性和定量方法分析系统的可靠性
了解分布式系统中同步方法的设计和实现
展示独立研究、理解和批判性评估本模块所涵盖学科领域的高级材料或研究文章的能力
该课程将涵盖支撑安全系统设计和管理的基本概念。将考虑资产、威胁、风险分析和对抗性思维，并引入 ISO 27001 等安全管理标准。
在模块结束时，学生应该能够：
描述安全设计原则和技术
从一系列应用程序的安全角度识别好的和弱的设计决策
提出和评估安全解决方案
评估信息系统的运行，进行风险评估，并制定风险处理计划，以减少、减轻或以其他方式处理这些信息风险
根据 ISO 27001 或类似标准，为集成安全管理系统做出贡献并运行该系统
人机交互 (HCI) 探讨人机交互所产生的技术和心理问题。了解 HCI 对于设计有效的硬件和软件用户界面至关重要。该模块教授 HCI 设计和评估方法的理论和实践。
在模块结束时，学生应该能够：
解释和讨论人类认知表现的关键能力和局限性，并将其与 HCI 系统的设计联系起来
展示对在 HCI 中使用认知建模技术的理解
为现实世界的设计问题，特别是软件选择和评估适当的 HCI 设计方法
展示对 HCI 系统在一系列应用领域的范围和重要性的理解
学生应展示独立学习、理解和批判性地评估本模块所涵盖学科领域的高级材料或研究文章的能力
到现在为止，学生将会看到并使用过各种编程语言。在本模块中，他们还将了解其设计背后的原则，以及将用高级编程语言（如 C、Java 或 Haskell）编写的人性化程序转换为机器友好的指令集（例如以汇编语言编写）的技术. 本模块介绍了一些用于设计和研究编程语言的核心概念和技术，从句法和语义规范到编译。学生将了解如何通过首先定义语法（例如语法规则）和语义（例如操作语义）来设计语言。他们将进一步了解如何使用类型来保证程序是“安全的”，从而防止某些灾难性错误。我们将看到类型还有其他用途。例如，它们可以用作允许隐藏实现细节的抽象机制。最后，该模块将描述典型编译器的结构，包括实现语言语法和语义规范的前端阶段、代码生成和优化后端阶段，以及这些阶段中使用的关键技术。
在模块结束时，学生应该能够：
理解操作语义
应用类型算法来检查或推断类型
使用编译技术将源代码转换为目标代码
理解那些编译技术背后的原理
展示独立研究、理解和批判性评估本模块所涵盖学科领域的高级材料或研究文章的能力
量子计算是一种非经典计算范式，它使用量子力学的特性和效应来表示和操纵信息。某些计算在量子计算机上可以比在经典计算机上更有效地执行，一个例子是非结构化数据的次线性搜索。量子计算还带来了新的密码学方法。在本模块中，我们将研究量子计算机的运行原理、旨在使用它们的算法和协议，以及关于量子计算的不同推理方式。我们还将考虑量子计算机的物理实现及其潜在的未来影响。
在模块结束时，学生应该能够：
理解和解释量子计算的原理及其物理实现
理解、解释和应用一系列量子算法和协议
使用代数和图表技术来推理量子计算
解释和推理量子计算的潜在应用和影响
展示对该领域当前文献的认识
