Системное программирование

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

---

Системное программирование

Системное программирование — это область разработки, ориентированная на создание программного обеспечения, тесно взаимодействующего с аппаратным обеспечением и операционной системой. Такие программы управляют ресурсами компьютера, обеспечивают выполнение прикладных задач и формируют основу цифровой инфраструктуры: ядра ОС, драйверы, компиляторы, виртуальные машины, системные утилиты, встроенные приложения.

В отличие от прикладного программирования, системное требует глубокого понимания архитектуры компьютера, принципов работы памяти, процессоров, устройств ввода-вывода и механизмов операционной системы.

---

Архитектура вычислительных систем

Основа системного программирования — знание того, как устроен компьютер на физическом и логическом уровнях.

• 1.08. Принцип работы компьютера
• 1.08. Компоненты компьютерного железа
• 1.08. Устройства хранения данных
• 1.08. Графические процессоры и видеокарты
• 1.08. Периферийные устройства компьютера
• 1.08. Загрузка операционной системы
• 1.08. Архитектура персонального компьютера
• 1.08. ЭВМ
• 1.08. Основы автоматизации и автоматики
• 1.08. Память и накопители — типы и иерархия — типы и иерархия — типы и иерархия — типы и иерархия — типы и иерархия
• 1.08. Многоуровневая организация компьютера
• 1.08. Справочник по характеристикам устройств
• 1.08. Как работает компьютер — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 1.08. Как работает компьютер — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист

Также рассматриваются мобильные и портативные платформы:

• 1.08. Принцип работы компьютера
• 1.08. Компоненты компьютерного железа
• 1.08. Устройства хранения данных
• 1.08. Графические процессоры и видеокарты
• 1.08. Периферийные устройства компьютера
• 1.08. Загрузка операционной системы
• 1.08. Архитектура персонального компьютера
• 1.08. ЭВМ
• 1.08. Основы автоматизации и автоматики
• 1.08. Память и накопители — типы и иерархия — типы и иерархия — типы и иерархия — типы и иерархия — типы и иерархия
• 1.08. Многоуровневая организация компьютера
• 1.08. Справочник по характеристикам устройств
• 1.08. Как работает компьютер — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 1.08. Как работает компьютер — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист

---

Данные и их обработка на низком уровне

Системное программирование оперирует данными на уровне байтов, битов и адресов.

• 1.09. Данные и информация
• 1.09. Виды информации
• 1.09. Типы данных в вычислительных системах
• 1.09. Типизация
• 1.09. Метаданные
• 1.09. Данные и информация — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 1.09. Данные и информация — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист

Операции с данными:

• 1.10. Ввод и вывод
• 1.10. Чтение и запись
• 1.10. Кэширование
• 1.10. Манипуляции с данными
• 1.10. Базовые операции с данными — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 1.10. Базовые операции с данными — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист

Представление данных в памяти:

• 4.06. Архитектура выполнения программ
• 4.06. Битовые операции и низкоуровневое представление данных
• 4.06. Архитектура выполнения — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 4.06. Архитектура выполнения — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• 4.06. Ошибки, исключения и отказоустойчивость
• 4.06. Отладка и видимость состояния
• 4.06. Вызовы и иерархия
• 4.06. Ресурсопотребление и метрики
• 4.06. Неиспользуемый код и технический долг
• 4.06. Сборка и культура производительности

---

Операционные системы и их ядро

Системное ПО тесно связано с операционной системой — программной средой, управляющей ресурсами.

• 2.01. Операционные системы
• 2.01. Классификация операционных систем
• 2.01. Ядро операционной системы
• 2.01. Windows
• 2.01. Linux
• 2.01. macOS
• 2.01. iOS
• 2.01. Android
• 2.01. История операционных систем
• 2.01. Требования к ОС и подходы к реализации
• 2.01. Справочник по Windows 11
• 2.01. Справочник по Linux
• 2.01. Линус Торвальдс — ядро Linux и Git — ядро Linux и Git — ядро Linux и Git — ядро Linux и Git — ядро Linux и Git
• 2.01. Справочник по iOS
• 2.01. Справочник по Android
• 2.01. Операционная система — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 2.01. Операционная система — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист

Подробные справочники по популярным платформам:

• 2.01. Операционные системы
• 2.01. Классификация операционных систем
• 2.01. Ядро операционной системы
• 2.01. Windows
• 2.01. Linux
• 2.01. macOS
• 2.01. iOS
• 2.01. Android
• 2.01. История операционных систем
• 2.01. Требования к ОС и подходы к реализации
• 2.01. Справочник по Windows 11
• 2.01. Справочник по Linux
• 2.01. Линус Торвальдс — ядро Linux и Git — ядро Linux и Git — ядро Linux и Git — ядро Linux и Git — ядро Linux и Git
• 2.01. Справочник по iOS
• 2.01. Справочник по Android
• 2.01. Операционная система — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 2.01. Операционная система — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• Windows, Справочник по Windows 11, Устройство файловой системы Windows
• Linux, Справочник по Linux
• iOS, Справочник по iOS
• Android, Справочник по Android

---

Платформы и выполнение кода

Системные программы часто зависят от целевой платформы.

• 2.02. Платформы в IT
• 2.02. Виртуализация
• 2.02. Программные платформы
• 2.02. Инструменты виртуализации
• 2.02. Платформы — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 2.02. Платформы — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• 2.02. Серверные платформы
• Архитектура выполнения программ
• Архитектура современных процессоров
• Процесс выполнения исходного кода

---

Терминал и скрипты

Инструменты командной строки — ключевая часть системного администрирования и автоматизации.

• 2.05. Терминал - интерфейс командной строки
• 2.05. Терминал — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 2.05. Терминал — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• 2.05. Знаки препинания в командной строке
• 2.05. Основные команды в Linux
• 2.05. Основные команды Windows
• 2.05. Сценарии для автоматизации
• 2.05. Поиск текста в файлах — grep, findstr и Select-String — grep, findstr и Select-String — grep, findstr и Select-String — grep, findstr и Select-String — grep, findstr и Select-String
• 2.05. Написание скриптов в Unix-системах
• 2.05. Автоматизация задач в Windows с помощью PowerShell
• 2.05. Справочник CLI-утилит и исполняемых файлов

---

Системное администрирование

Поддержка и настройка инфраструктуры — смежная дисциплина, тесно связанная с системным программированием.

• 2.06. Администрирование
• 2.06. Установка и первоначальная настройка ОС
• 2.06. ИТ-инфраструктура
• 2.06. Настройка и обслуживание серверов
• 2.06. Конфигурация рабочих станций
• 2.06. Сетевые подключения и диагностика
• 2.06. NAT и проброс портов
• 2.06. Планирование и автоматизация задач
• 2.06. Диагностика и обработка системных ошибок
• 2.06. Виртуальные машины, Home Lab и переход на Linux
• 2.06. Microsoft PowerToys и утилиты рабочей станции Windows
• 2.06. Сетевые аномалии и системные процессы
• 2.06. Организация домашней сети
• 2.06. Идентичность Microsoft Entra и RBAC
• 2.06. Windows Server — начало работы — начало работы — начало работы — начало работы — начало работы
• 2.06. Управление службами в Windows
• 2.06. Работа с базами данных в администрировании
• 2.06. Мониторинг, метрики и логирование систем
• 2.06. Администрирование Linux-систем
• 2.06. Полнотекстовый поиск для приложений
• 2.06. Windows на рабочей станции — жизненный цикл — жизненный цикл — жизненный цикл — жизненный цикл — жизненный цикл
• 2.06. GNU/Linux — рабочие столы и споры окружений — рабочие столы и споры окружений — рабочие столы и споры окружений — рабочие столы и споры окружений — рабочие столы и споры окружений
• 2.06. Windows — Store, защита, диспетчер и "сборки" — Store, защита, диспетчер и "сборки" — Store, защита, диспетчер и "сборки" — Store, защита, диспетчер и "сборки" — Store, защита, диспетчер и "сборки"
• 2.06. Системное администрирование — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 2.06. Системное администрирование — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• 2.06. Диагностика производительности Linux
• 2.06. Системы аутентификации

---

Программы и исполняемые файлы

Системное ПО часто распространяется в виде исполняемых модулей.

• 1.19. Что такое программа?
• 1.19. Компиляторы и интерпретаторы
• 1.19. Что такое мобильное приложение
• 1.19. Программа — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 1.19. Программа — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• 1.19. Программное обеспечение и операционная система
• 1.19. Классификация программ
• 1.19. Поведение программ
• 1.19. Установка, обновление и удаление программ
• 1.19. Взаимодействие программ с операционной системой
• Исполняемые файлы
• Архивы и установочные пакеты
• Конфигурационные файлы
• Специализированные форматы данных и их применение

---

Языки системного программирования

Для написания системного кода используются языки, предоставляющие прямой контроль над памятью и ресурсами.

• 9.11. Введение в программирование
• 9.11. Блоки
• 9.11. Scratch
• 9.11. Edublocks
• 9.11. Типы данных
• 9.11. Программа на Python
• 9.11. Программа на JavaScript
• 9.11. Путеводитель по языкам
• 9.11. MIT App Inventor
• 9.11. PascalABC.NET
• 9.11. Кумир
• 9.11. Стартовые проекты MIT Scratch
• 9.11. Scratch: платформер и демосцена
• 9.11. Практика 1 — радуга — радуга — радуга — радуга
• 9.11. Практика 2 — лабиринт — лабиринт — лабиринт — лабиринт
• 9.11. Практика 3 — баскетбол — баскетбол — баскетбол — баскетбол
• 9.11. Практика 4 — арканоид — арканоид — арканоид — арканоид
• 9.11. Практика 5 — астероиды — астероиды — астероиды — астероиды
• 9.11. Практика 6 — платформер — платформер — платформер — платформер
• 9.11. Метод обучения
• 9.11. Практика — Прыг-скок — Прыг-скок — Прыг-скок — Прыг-скок
• 9.11. Python — структуры данных — структуры данных — структуры данных — структуры данных
• 9.11. Python — turtle — turtle — turtle — turtle
• 9.11. Python — классы — классы — классы — классы
• 9.11. Практика — платформер — платформер — платформер — платформер
• 9.11. Программирование — итоги — итоги — итоги — итоги

• 9.11. Введение в программирование
• 9.11. Блоки
• 9.11. Scratch
• 9.11. Edublocks
• 9.11. Типы данных
• 9.11. Программа на Python
• 9.11. Программа на JavaScript
• 9.11. Путеводитель по языкам
• 9.11. MIT App Inventor
• 9.11. PascalABC.NET
• 9.11. Кумир
• 9.11. Стартовые проекты MIT Scratch
• 9.11. Scratch: платформер и демосцена
• 9.11. Практика 1 — радуга — радуга — радуга — радуга
• 9.11. Практика 2 — лабиринт — лабиринт — лабиринт — лабиринт
• 9.11. Практика 3 — баскетбол — баскетбол — баскетбол — баскетбол
• 9.11. Практика 4 — арканоид — арканоид — арканоид — арканоид
• 9.11. Практика 5 — астероиды — астероиды — астероиды — астероиды
• 9.11. Практика 6 — платформер — платформер — платформер — платформер
• 9.11. Метод обучения
• 9.11. Практика — Прыг-скок — Прыг-скок — Прыг-скок — Прыг-скок
• 9.11. Python — структуры данных — структуры данных — структуры данных — структуры данных
• 9.11. Python — turtle — turtle — turtle — turtle
• 9.11. Python — классы — классы — классы — классы
• 9.11. Практика — платформер — платформер — платформер — платформер
• 9.11. Программирование — итоги — итоги — итоги — итоги

Общие категории языков:

• 1.24. Основные языки
• 1.24. Естественные и искусственные языки в цифровой среде
• 1.24. Языки запросов - SQL и его аналоги
• 1.24. Языки разметки - HTML, XML, Markdown
• 1.24. Языки стилей - CSS и препроцессоры
• 1.24. Языки программирования
• 1.24. Визуальные языки программирования и моделирования
• 1.24. Классификация языков в IT — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 1.24. Классификация языков в IT — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист

---

Алгоритмы и структуры данных

Эффективность системного кода зависит от выбора алгоритмов и организации данных.

• 4.01. Алгоритмы
• 4.01. Алгоритмы сортировки и поиска
• 4.01. Анализ эффективности алгоритмов
• 4.01. Графы — модели и задачи — модели и задачи — модели и задачи — модели и задачи — модели и задачи
• 4.01. Тренировка алгоритмического мышления
• 4.01. Кратчайший путь — алгоритм Дейкстры — алгоритм Дейкстры — алгоритм Дейкстры — алгоритм Дейкстры — алгоритм Дейкстры
• 4.01. PageRank — ранжирование на графе — ранжирование на графе — ранжирование на графе — ранжирование на графе — ранжирование на графе
• 4.01. Евклид и классические алгоритмы на числах
• 4.01. Регулярные выражения
• 4.01. Алгоритм обработки
• Структуры данных
• Основные структуры данных и их реализация

---

Конфигурации, данные и базы

Системные программы часто работают с конфигурациями и управляют хранилищами.

• 3.05. Знакомство с базами данных
• 3.05. Системы управления базами данных (СУБД)
• 3.05. Внутреннее устройство баз данных
• 3.05. Теоретические основы реляционных данных
• 3.05. Двенадцать правил Кодда
• 3.05. Роль базы данных в организации
• 3.05. Конкурентный доступ к данным
• 3.05. Восстановление после сбоя
• 3.05. Entity Relationship
• 3.05. Масштабирование БД — опорные темы — опорные темы — опорные темы — опорные темы — опорные темы
• Основы баз данных — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• Основы баз данных — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• 3.05. Управление данными - Data Governance
• Конфигурационные данные в текстовых форматах
• Основы NoSQL
• SQL - язык структурированных запросов
• Управление реляционными СУБД

---

Безопасность и надёжность

Системное ПО критично для безопасности всей системы.

• 2.08. Основы информационной безопасности
• 2.08. Основы информационной безопасности — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 2.08. Основы информационной безопасности — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• 2.08. Аутентификация и авторизация
• 2.08. Антивирусная защита и лечение заражённых систем
• 2.08. Риски открытых Wi-Fi сетей
• 2.08. Устройство и надёжность паролей
• 2.08. Фаерволы
• 2.08. Шифрование данных и протокол SSH
• 2.08. DDoS и отказ в обслуживании
• 2.08. JWT — семь строк, которые обходят авторизацию — семь строк, которые обходят авторизацию — семь строк, которые обходят авторизацию — семь строк, которые обходят авторизацию — семь строк, которые обходят авторизацию
• 2.08. Смена пароля — пропущенный шаг re-auth — пропущенный шаг re-auth — пропущенный шаг re-auth — пропущенный шаг re-auth — пропущенный шаг re-auth
• 2.08. Админка по ?isAdmin=true

---

Разработка, отладка и оптимизация

Процесс создания системного кода включает строгую проверку и анализ производительности.

• 4.14. Процесс разработки программного обеспечения
• 4.14. Разработка и отладка — итоги — итоги — итоги — итоги — итоги
• 4.14. Разработка и отладка — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист — чек-лист
• 4.14. Профессиональные практики и культура разработки
• 4.14. Типовые задачи разработчика — справочник-шпаргалка — справочник-шпаргалка — справочник-шпаргалка — справочник-шпаргалка — справочник-шпаргалка
• 4.14. Отладка
• 4.14. Анализ и оптимизация производительности приложений
• 4.14. Создание и публикация собственной библиотеки
• 4.14. Пет-проекты
• 4.14. План развития разработчика
• 4.14. Организация структуры кодовой базы
• 4.14. README для разработчика
• 4.14. Проверка и валидация
• 4.14. Разработка расширений для веб-браузеров
• Автоматическое управление памятью
• Система контроля версий Git
• Установка и настройка Git

---

Парадигмы и абстракции

Системное программирование сочетает низкоуровневый контроль и высокоуровневые концепции.

• 4.04. Проект программного обеспечения
• 4.04. Модульность и компонентный подход в разработке
• 4.04. Оптимизация размера и производительности приложений
• 4.04. Фреймворк
• 4.04. Библиотека
• 4.04. Сборка, компиляция и публикация приложений
• 4.04. Манифесты зависимостей — requirements.txt, package.json, Dockerfile — requirements.txt, package.json, Dockerfile — requirements.txt, package.json, Dockerfile — requirements.txt, package.json, Dockerfile — requirements.txt, package.json, Dockerfile
• 4.04. Основы работы с контейнерами
• 4.04. Микрофреймворк
• 4.04. Основы архитектуры
• Программные парадигмы
• Объектно-ориентированное программирование
• Процессы и потоки выполнения

---

Системное программирование — это фундамент всей вычислительной экосистемы. Оно требует точности, дисциплины и глубокого понимания того, как устроен цифровой мир "под капотом". Навыки системного программиста позволяют не только писать эффективный код, но и проектировать надёжные, безопасные и масштабируемые решения, лежащие в основе современных технологий.

---