Otus / Артём Токарев, Петр Усольцев - Системное программирование

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.