«Системное программирование [Otus]» [Артём Токарев, Петр Усольцев, Егор Мищерин]

От железа и ОС — к производительному коду. Для кого этот курс: Разработчики на системных языках (C, С++, Rust), желающие расширить свои знания. Backend-разработчики, которые планируют или работают с высокопроизводительными системами. Архитекторы и тимлиды, которым необходимо проектировать производительные компоненты и проводить разбор инцидентов/узких мест. Необходимые знания: Опыт программирования на C/C++ Знания структур данных Чему научится студент на курсе: Понимать, как код исполняется от железа к ОС: CPU/регистры, иерархия памяти и кэши, стек/куча, виртуальная память (MMU/TLB). Разбираться, как устроен исполняемый файл и загрузка: статическая/динамическая линковка, анатомия ELF. Понимать устройство ядра как менеджера ресурсов: системные вызовы, прерывания, page fault, copy-on-write, процессы/потоки и планирование. Писать системный код на уровне API ОС: управление процессами, низкоуровневый I/O, управление памятью (brk/sbrk, mmap), многопоточность и синхронизация (pthread, mutex, semaphore, condition variables). Работать с IPC: сигналы, пайпы/FIFO, shared memory (shm_open + mmap) и принципы корректной синхронизации между процессами. Отлаживать и профилировать системный/многопоточный код: strace, gdb, valgrind, AddressSanitizer/ThreadSanitizer. Почему стоит освоить: Курс позволит закрыть разрыв между написанием кода и пониманием почему он не работает или тормозит на уровне ОС и железа. Часто эти знания критично необходимы для собеседований и первых задач в системной/инфраструктурной разработке. Вы сможете на практике разобраться как устроена ОС: процессы/потоки, память, IPC. Также, в программу курса включен блок про отладку и профилирование. Процесс обучения: Занятия в OTUS — это не заранее отснятый материал. Вебинары проходят в режиме реального времени, где преподаватели-практики рассказывают об актуальных кейсах и инструментах, которые нужны им в работе сейчас. Вы сможете активно участвовать голосом, практиковаться, задавать вопросы и получать обратную связь. Такой формат дает реальный результат. А если вы не смогли посетить занятие в реальном времени, то сможете посмотреть его в записи и задать вопрос преподавателю в закрытом чате. Формат обучения: Интерактивные вебинары 2 онлайн-трансляции по 2 ак.часа в неделю. Доступ к записям и материалам остается навсегда. Практика Домашние задания Длительность 3 месяца. Программа: 1. Аппаратная архитектура В этом модуле мы разберёмся, как наш код взаимодействует с реальным железом компьютера. Узнаем, почему память работает медленнее процессора, и как заставить CPU не простаивать в ожидании данных. Научимся читать ассемблерный выхлоп компилятора и спроектируем бенчмарк, чтобы пощупать влияние архитектуры процессора на исполнение кода. Тема 1: Архитектура CPU и Ассембли Тема 2: Иерархия памяти и Кэши Тема 3: Branch prediction Тема 4: SIMD // ДЗ 2. Операционная система как менеджер В этом модуле мы заглянем внутрь операционной системы и поймем, по каким правилам ядро Linux управляет нашими программами. Разберёмся, как устроена виртуальная память процесса, как процессор ускоряет работу с ней через аппаратные кэши TLB, и в чем физическая разница между стеком и кучей. Мы изучим анатомию файловых систем на уровне диска, разберем магию слоев VFS и Page Cache, а также научимся управлять потоками и системными сигналами. Тема 1: Пространство ядра и системные вызовы Тема 2: Процессы, потоки и шедулинг Тема 3: Виртуальная память процесса Тема 4: Аппаратное ускорение виртуальной памяти Тема 5: Layout данных и Stack Frame Тема 6: Сигналы ОС // ДЗ Тема 7: Файловая система 3. Системное программирование В финальном модуле мы научимся писать высокопроизводительный софт и управлять ресурсами Linux из кода. Вы разберете сетевой стек, решите проблему False Sharing и соберете собственный Event Loop на базе `epoll`. В конце мы перейдем на `io_uring` для асинхронного I/O и освоим отладку/профилирование через `strace` и `perf`. Тема 1: Управление процессами в коде // ДЗ Тема 2: Аллокаторы и управление памятью Тема 3: Конкурентность и низкоуровневая синхронизация Тема 4: Конкурентность и синхронизация на уровне компилятора и языка Тема 5: Примитивы синхронизации ОС // ДЗ Тема 6: IPC Тема 7: Сеть Тема 8: Мультиплексирование I/O Тема 9: Продвинутый I/O Тема 10: Отладка и профилирование системного кода 4. Проектная работа Заключительный месяц курса посвящён проектной работе. Свой проект — это то, что интересно писать слушателю. То, что можно создать на основе знаний, полученных на курсе. Тема 1: Консультация по проектам и домашним заданиям // Проект Тема 2: Защита проектных работ и подведение итогов Преподаватели: Руководитель курса Артём Токарев Lead Rust Developer Петр Усольцев Старший инженер-программист, ООО "Стайл Телеком" Егор Мищерин Разработчик С++, NDA Ольга Плисенко Зав. сектором разработки, ЦИГИТ АГУ Старт 06 августа 2026 года. Цену установит организатор.