一、课程简介

（一）课程中文简介

计算机工程综合实践是重要的教学实践性环节，是对学生的一次综合能力的训练和培养，在基础课、专业基础课和专业课之间起着承上启下的作用，是计算机科学与技术专业学生必修的实践课。根据专业学习的需要，要求学生能够“搭建一套嵌入式开发平台，裁剪一个操作系统，开发一套算法，实现一个人工智能应用”。学生需要到相关企事业单位进行较为深入的综合调研，为达到课程目的，该课程由任课教师、企业或机构进行相关培训，项目培训采用分组方式，模拟真实计算机工程项目开发模式，采取讲授与实践相结合方式，使学生能够学以致用，获得计算机工程项目实践经验。

（二）课程英文简介

The comprehensive practice of computer engineering is an important practical link in teaching. It is the training and training of students' comprehensive ability. It plays a connecting role between basic courses, professional basic courses and professional courses. It is a compulsory practical course for students majoring in computer science and technology. According to the needs of professional learning, students are required to "build an embedded development platform, cut an operating system, develop a set of algorithms, and realize an artificial intelligence application". Students need to go to relevant enterprises and institutions for more in-depth comprehensive investigation. In order to achieve the purpose of the course, teachers, enterprises or institutions carry out relevant training. The project training adopts the grouping mode, simulates the real computer engineering project development mode, and adopts the combination of teaching and practice, so that students can apply what they have learned and obtain practical experience of computer engineering projects.

二、实训课程目标

本课程的目标包括：

CO1：巩固和运用所学的各门课程的基础知识，训练观察、分析和解决计算机工程和应用的实际问题、管理方式和独立工作能力。

CO2：能够在计算机工程方案设计环节中考虑多方面、多层次因素的影响,如社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

CO3：具有协作精神，能正确认识、理解个人在团体中的作用，具有在团队中有效发挥作用的能力，自觉承担个人在团体中的责任；具有一定的计划、组织、协调团队工作的能力；

CO4：具有较强的书写能力，能够独立撰写软件工程文档、设计文档、专业报告等。具有良好的口头表达能力和人际交往能力。能够运用工程管理与技术经济的基本知识，进行合理的决策；具有一定的组织项目开发的经历和基本的项目管理能力，能运用具体案例和实践经验来提高软件项目管理实践能力；具有不断学习和适应软件技术发展的能力。

课程目标与所支撑的毕业要求指标点的对应关系如表1所示。

表1课程目标与所支撑的毕业要求内涵观测点的对应关系

三、实训、实践内容与要求

计算机工程综合实践是计算机科学与技术专业重要的实践环节。学生需要基于嵌入式平台（树莓派、ARM、FPGA等），结合具体综合实训项目，完成嵌入式操作系统（Android，Windows IoT，Linux等）的移植，选择适当的智能算法和编程语言（如python等），完成一个智能系统（如人脸识别、心率计数、人体姿势识别、智能控制等）的设计。使学生建立起从系统需求分析、功能模块划分到设计的完整的系统设计理念，能够针对计算机工程综合实训的具体工程问题给出系统设计方案、构建实验系统和测试平台、获取并分析实验数据。

主要内容包括：基于嵌入式平台的操作系统的安装或移植、多种传感器数据的读取、数据的通信、组网的方式、智能算法的应用、数据库的设计、智能系统的完成。让学生完成一个基于嵌入式平台的从数据采集、传输和管理的完整的智能系统的设计，锻炼学生对复杂工程问题的分析、计算与设计能力。

（一）实训、实践内容

1.嵌入式系统的搭建

分析所选课题，结合自己的硬件基础，选择合适的嵌入式系统开发平台。对所选课题进行需求分析和功能分析，确定系统的硬件架构，各功能模块，芯片选型，特别是分析需要传感器模块和通讯接口。

2.嵌入式操作系统的移植与安装

根据工程项目需求，选择适当的嵌入式操作系统，通过查阅相关资料完成嵌入式操作系统的安装或移植。

3.具体应用项目开发

1）人脸识别项目

利用嵌入式系统或者物联网摄像头，采集人脸数据，完成人脸注册、人脸实时检测、人脸识别、界面设计等功能。要求实现图像传感器的数据采集，实现数据的无线传输，算法实现可以基于开源项目，但需要在人脸识别上有一定的创新。

2）心率计数项目

搭建电路系统，实现心率检测处理电路，数据处理与分析算法、心率波形电路等模块，并完成系统调试与功能测试。

3）人体姿势识别项目

利用普通的摄像头，利用深度学习和图像处理的方法，实现对人体姿态识别；

或者利用Microsoft Kinect等3D摄像头，现对人体骨骼提取，进而完成人体动作姿态识别。

4）智能控制项目

根据实习任务的需求和总体设计，完成各功能模块传感器采集、数据传输与解析、算法的分析与实现、PC端解析与显示、控制端的响应与反馈等模块的系统集成，并完成系统调试与功能测试。

项目示例：实验室安全监测平台、智慧路灯系统、环境智能监测与自适应调控系统、山体滑坡监测系统等

5）自选的智能系统

（二）实训、实践要求

1.设计步骤

1）选题与分组：选择课题，自由分组，在小组内进行分工，进行系统调查，搜集资料。

小组人数最多三人一组，也可以一人一组，二人一组，自己组合。要明确分工，协作完成，题目选择要分散，不能集中某个题目，选择同一个题目的小组，不能相互借鉴，必须体现出相对其他小组独特实现的功能。

2）课题分析：深入理解分析所选任务的实习要求，完成实习项目的需求分析和概要设计。学生以分组为单位提交需求分析报告、概要设计报告，并在概要设计报告中注明人员分工情况。

3）课题设计：根据课题要求设计必要的电路，并利用编程语言完成程序编写，实现所设计的模块功能。

4）调试与测试：利用计算机和实验箱自行调试程序，成员交叉测试程序，并记录测试情况。

5）验收与评分：指导教师对每个小组的开发的系统，及每个成员开发的模块进行综合验收，结合设计报告，根据实践、实训课程成绩的评定方法，评出成绩。

6）题目完成可以借助实验箱，也可以自己设计电路，可以利用PC机，也可以软件仿真，比如利用Proteus。

2.考核要求

1）课程设计完成后，每位同学单独答辩，现场考核程序运行结果。

2）教师评测题目，小组每个成员都要参与答辩，都要介绍自己所完成的工作，以及实现思路和流程，对实验结果给出准确的解释，否则成绩降低一档。

3）按小组提交实践、实训报告，要求报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确，实验报告格式要求另行规定。

四、实验设备与环境配置

1.计算机：Intel Core2 Duo E4300 1.8GHZ、内存512MB、硬盘150GB以上。

2. 编译器：支持ISO C++ 98标准特性，如GCC、VC++7以上；或支持ISO C++ 11标准特性，如GCC 4.8.1、VC++ 2013以上。

3. 开发环境：Linux、Codeblocks 10.05以上，或Visual Studio 2008以上，或Xcode 4.1以上。

4. 物联网教学实验箱、树莓派开发板、各类传感器。

五、课程思政、创新创业元素

六、主要参考资料

[1] 弓雷等.ARM嵌入式Linux系统开发详解（第2版）[M].北京：清华大学出版社，2014．

[2] 杨高波,李实英译著. 计算机视觉特征提取与图像处理. 北京：电子工业出版社，2014.

[3] 王小强.Zigbee无线传感器网络设计与实现[M]，北京：化学工业出版社，2012.

[4] 韩万江，姜立新.软件项目开发实践（第三版）（国家示范性软件学院系列教材）.北京：机械工业出版社，2020．

[5] 孟立凡.传感器原理与应用[M].北京：电子工业出版社, 2011.

七、考核方式、方法及实验成绩评定方法

考核成绩可以采用五级制或百分制，应从工作态度、作品质量、实训报告质量、沟通能力、独立分析与解决问题能力、团队与合作等方面进行评价。

（一）评分标准

表2评分标准

（二）考核环节权重

表3 实训课程目标与项目环节对应关系

撰稿人：东野长磊、韩进

审核人：贾瑞生

批准人：鲁法明