计算机科学是一门研究计算机理论基础及其实际应用的学科，涵盖了信息处理的过程、信息结构与规则，以及如何在信息处理系统中实现这些规则。它主要包括以下四个关键领域：
理论：
包括离散数学、图论、数论和复杂性理论等，为计算机科学提供数学和逻辑基础。
编程语言：
研究如何设计和实现编程语言，以及如何使用这些语言来解决问题。
算法：
研究如何设计高效的算法，以解决复杂问题并推动技术的发展。
数据结构：
研究如何组织和存储数据，以便有效地处理和分析数据。
此外，计算机科学还涉及以下子领域：
软件设计：包括操作系统设计、用户界面设计等。
网络与通信：研究计算机网络的基本原理和技术，如TCP/IP协议、网络安全等。
人机交互：研究如何设计友好的用户界面，提高用户体验。
数据科学：结合统计学、信息科学和计算机科学的科学方法、系统和过程，从数据中提取价值。
计算机图形学：研究如何在计算机中表示图形，以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示。
人工智能与机器学习：研究如何创建智能系统，使用算法和数据分析来模拟人类智能。
计算机科学的核心课程通常包括数据结构和算法、高级软件开发、操作系统设计、数据安全、编程语言等。学生还需要掌握重要的理论，以奠定数学和逻辑基础。此外，学生可以根据兴趣选修相关领域的课程，例如应用程序开发、Web和多媒体设计、软件测试、博弈论、数据挖掘以及商业智能等。
计算机科学的职业方向多种多样，包括软件开发、数据科学、网络安全、人工智能与机器学习等。