Команда дизайн-центра электроники Promwad возвращается на Хабр после зимних каникул с новыми статьями о разработке встроенного ПО и новых устройств для серийного производства. Сегодня мы поделимся своим опытом в теме сетевых технологий.

Среднестатистическая домашняя сеть, также как и сеть небольшого предприятия, — это уже давно не просто два–три компьютера, соединенные через первый попавшийся китайский коммутатор. Вместе с ростом объема контента (базы данных, потоковое аудио/видео и т.д.) и увеличением количества устройств (VoIP-устройства, серверы, NAS-ы, IP-камеры, а в домашних сетях — телевизоры и прочий «интернет вещей») растет и количество передаваемых данных через сетевую инфраструктуру. Потоки данных нужно разделять между собой, при этом не забывая о приоритезации трафика: например, VoIP-трафик желательно пускать с большим приоритетом, чем IPTV, а IPTV в свою очередь — чем торренты. Поэтому не удивительно, что со временем даже малые локальные сети усложняются, а емкости портов одиночных коммутаторов становится недостаточно…

Вступление

Давно хотел написать статью про образование в Computer Science, но руки не доходили. Решил все-таки это наконец сделать. Итак, о чем пойдет речь? Речь о том, что из себя представляет диплом MSc Computer Science топовых университетов США (во всех подробностях, включая основные курсы, книги и проекты) и как ему соответствовать.

Почему именно MSc? Это — некая развилка: с одной стороны после MSc — вы уже готовый к жизни инженер (да, речь идет о инженерной подготовке, как мне кажется это самое больное место в нашей системе образования), с другой — можно спокойно идти по пути PhD. Как известно, в PhD программу можно попасть и не особо умея программировать — особенно это касается теоретического Computer Science. С другой стороны найти работу программиста тоже дело не очень сложное, и часто не требует мощного образования. Но достигнув уровня MSc — вы получаете возможность разбираться как во всех новый идеях в Computer Science, так и возможность их воплотить в практику. То есть с одной стороны круто разобраться в каком-нибудь deep learning и сделать в нем что-то новое, а также взять и написать свою операционную систему (кто так сделал?). Причем вы не зажаты в рамки узкой специализации (если конечно продолжаете учиться). То есть вы теперь — универсальный солдат, готовый на все.

Надеюсь что эта статья будет полезна:
1. Студентам, которые хотят соответствовать высоким стандартам топ вузов США, или собирающиеся туда в аспирантуру по Computer Science
2. Профессионалам, которые хотят закрыть «дыры» и пробелы
3. Может кто-то из преподавателей возьмет на заметку для своих курсов.
4. Студентам, аспирантам американских вузов — хотелось бы тоже получить фидбэк, особенно касается последних трендов в образовании

Что же здесь будет написано? Минимум философии и общих мыслей: конкретная программа undergraduate и graduate курсов, конечно из дисциплин наиболее мне близких. Все курсы были лично прочувствованы на собственной шкуре, по этому и пишу. (Я пытался записаться на все интересные курсы, которые были, но мой основной упор — системное программирование, базы данных и искусственный интеллект. Отсюда конечно некий bias, но пытаюсь предложить более-менее универсальную программу).

Привет, Хабрахабр!

В предыдущей статье я рассказал про vfork() и пообещал рассказать о реализации вызова fork() как с поддержкой MMU, так и без неё (последняя, само собой, со значительными ограничениями). Но прежде, чем перейти к подробностям, будет логичнее начать с устройства виртуальной памяти.

Конечно, многие слышали про MMU, страничные таблицы и TLB. К сожалению, материалы на эту тему обычно рассматривают аппаратную сторону этого механизма, упоминая механизмы ОС только в общих чертах. Я же хочу разобрать конкретную программную реализацию в проекте Embox. Это лишь один из возможных подходов, и он достаточно лёгок для понимания. Кроме того, это не музейный экспонат, и при желании можно залезть “под капот” ОС и попробовать что-нибудь поменять.

Хочу поговорить об устройстве управления памятью (Memory Management Unit, MMU). Как вы, разумеется, знаете, основной функцией MMU является аппаратная поддержка виртуальной памяти. Словарь по кибернетике под редакцией академика Глушкова говорит нам, что виртуальная память — это воображаемая память, выделяемая операционной системой для размещения пользовательской программы, ее рабочих полей и информационных массивов.

У систем с виртуальной памятью четыре основных свойства:

1. Пользовательские процессы изолированы друг от друга и, умирая, не тянут за собой всю систему
2. Пользовательские процессы изолированы от физической памяти, то есть знать не знают, сколько у вас на самом деле оперативки и по каким адресам она находится.
3. Операционная система гораздо сложнее, чем в системах без виртуальной памяти
4. Никогда нельзя знать заранее, сколько времени займет выполнение следующей команды процессора

Выгода от всех вышеперечисленных пунктов очевидна: миллионы криворуких прикладных программистов, тысячи разработчиков операционных систем и несчетное число эмбеддеров благодарны виртуальной памяти за то, что все они до сих пор при деле.

К сожалению, по какой-то причине все вышеперечисленные товарищи недостаточно почтительно относятся к MMU, а их знакомство с виртуальной памятью обычно начинается и заканчивается изучением страничной организации памяти и буфера ассоциативной трансляции (Translation Lookaside Buffer, TLB). Самое интересное при этом остается за кадром.

Мне периодически приходится объяснять разным людям некоторые аспекты архитектуры Intel® IA-32, в том числе замысловатость системы адресации данных в памяти, которая, похоже, реализовала почти все когда-то придуманные идеи. Я решил оформить развёрнутый ответ в этой статье. Надеюсь, что он будет полезен ещё кому-нибудь.
При исполнении машинных инструкций считываются и записываются данные, которые могут находиться в нескольких местах: в регистрах самого процессора, в виде констант, закодированных в инструкции, а также в оперативной памяти. Если данные находятся в памяти, то их положение определяется некоторым числом — адресом. По ряду причин, которые, я надеюсь, станут понятными в процессе чтения этой статьи, исходный адрес, закодированный в инструкции, проходит через несколько преобразований.



На рисунке — сегментация и страничное преобразование адреса, как они выглядели 27 лет назад. Иллюстрация из Intel 80386 Programmers's Reference Manual 1986 года. Забавно, что в описании рисунка есть аж две опечатки: «80306 Addressing Machanism». В наше время адрес подвергается более сложным преобразованиям, а иллюстрации больше не делают в псевдографике.

Если ты всегда мечтал написать свой язык программирования — добро пожаловать. Здесь ты наверняка найдёшь для себя что-нибудь интересное.

GitHub-юзер yawnt собрал чудесную подборку ссылок для любителей драконов, языков и прочих вкусных внутренностей. А знающие камрады в комментариях наверняка поделятся с тобой и другими яствами.

Пишет yawnt следующее:

С каждым днём мне всё интереснее тема компиляторов, интерпретаторов и дизайна языков программирования в целом. И я решил поделиться с народом ссылками на собранные мной материалы (большую часть мне самому ещё предстоит прочитать :<). Надеюсь, кому-нибудь они окажутся полезными.

Я не включил (и не собираюсь) в список ссылки на официальную документацию, т. к. считаю очевидным, что первым делом следует смотреть именно туда ;P.

Это первая статья из серии «Сети для самых маленьких». Мы с товарищем thegluck долго думали с чего начать: маршрутизация, VLAN'ы, настройка оборудования.
В итоге решили начать с вещи фундаментальной и, можно сказать, самой важной: планирование. Поскольку цикл рассчитан на совсем новичков, то и пройдём весь путь от начала до конца.

Предполагается, что вы, как минимум читали о эталонной модели OSI (то же на англ.), о стеке протоколов TCP/IP (англ.), знаете о типах существующих VLAN’ов (эту статью я настоятельно рекомендую к прочтению), о наиболее популярном сейчас port-based VLAN и о IP адресах (более подробно). Мы понимаем, что для новичков «OSI» и «TCP/IP» — это страшные слова. Но не переживайте, не для того, чтобы запугать вас, мы их используем. Это то, с чем вам придётся встречаться каждый день, поэтому в течение этого цикла мы постараемся раскрыть их смысл и отношение к реальности.



Начнём с постановки задачи. Есть некая фирма, занимающаяся, допустим, производством лифтов, идущих только вверх, и потому называется ООО «Лифт ми ап». Расположены они в старом здании на Арбате, и сгнившие провода, воткнутые в пожжёные и прожжёные коммутаторы времён 10Base-T не ожидают подключения новых серверов по гигабитным карточкам. Итак у них катастрофическая потребность в сетевой инфраструктуре и денег куры не клюют, что даёт вам возможность безграничного выбора. Это чудесный сон любого инженера. А вы вчера выдержали собеседование и в сложной борьбе по праву получили должность сетевого администратора. И теперь вы в ней первый и единственный в своём роде. Поздравляем! Что дальше?

В самой первой части нашей серии «Как запустить программу без операционной системы» мы остановились на том, что загрузили ядро с помощью GRUB’а и распечатали на экран классический “Hello World!”. Теперь мы покажем, как можно использовать прерывания BIOS’а в ядре ОС. А для начала — рассмотрим, что же такое прерывания BIOS’а, для чего они используются, и почему возникают проблемы с их вызовом.

Не так давно, один из сотрудников покинул наш коллектив и присоединился к компании, занимающийся разработкой программного обеспечения, связанного с встраиваемыми системами. Ничего особенного в этом нет, всегда и везде, кто-то уходит, а кто-то приходит. Всё зависит от количества плюшек, удобства и предпочтений. Интересно другое. Человек искренне переживает за состояние кода на новом месте работы, что в результате и вылилось в эту совместную статью. Тяжело, «просто программировать», когда знаешь, что такое статический анализ кода.

В предыдущих материалах мы рассмотрели размещение программы в памяти – одну из центральных концепций, касающихся выполнения программ на компьютерах. Теперь обратимся к стеку вызовов – рабочей лошадке большинства языков программирования и виртуальных машин. Нас ожидает знакомство с удивительными вещами вроде функций-замыканий, переполнений буфера и рекурсии. Однако всему свое время – в начале нужно составить базовое представление о том, как работает стек.