На данный момент IT в целом — это одно из самых динамично развивающихся направлений. Каждый день появляется сотня новых библиотек, каждый месяц кто-нибудь придумывает новый язык или платформу — да что там, появляются целые направления. Время бежит и какие-то строки в Вашем резюме устаревают — грубо говоря, они больше не добавляют Вам очков в глазах работодателя. А какие-то навыки наоборот, могли бы существенно поднять Ваш рейтинг.
Как не потеряться в этом море возможностей, выбрать главное и не ошибиться? Очевидно, нужно держать руку на пульсе и отслеживать рынок труда. О том как это можно сделать с помощью собственного велосипеда — под катом.

Вот уже некоторое время я обдумываю идею написать книгу о теории категорий для программистов. Не компьютерных теоретиков, программистов — скорее инженеров, чем ученых. Я знаю, что это звучит безумно, и я сам достаточно напуган. Я знаю, что есть огромная разница между наукой и техникой, потому, что я работал по обе стороны баррикад. Но у меня всегда был очень сильный порыв объяснить вещи. Я восхищаюсь Ричардрм Фейнманом, который был мастером простых объяснений. Я знаю, я не Фейнман, но я буду стараться изо всех сил. Я начинаю с публикации этого предисловия, которое должно мотивировать читателя изучить теорию категорий, и надеюсь на начало дискуссии и обратную связь.

Я постараюсь в нескольких параграфах убедить вас, что эта книга написана для вас, и развеять все ваши сомнения в необходимости изучения этой, одной из самых абстрактных областей математики, в свое драгоценное свободное время.

Содержание курса

• Статья 1: алгоритм Брезенхэма
• Статья 2: растеризация треугольника + отсечение задних граней
• Статья 3: Удаление невидимых поверхностей: z-буфер
• Статья 4: Необходимая геометрия: фестиваль матриц
  
  • 4а: Построение перспективного искажения
  • 4б: двигаем камеру и что из этого следует
  • 4в: новый растеризатор и коррекция перспективных искажений
• Статья 5: Пишем шейдеры под нашу библиотеку
• Статья 6: Чуть больше, чем просто шейдер: просчёт теней

Улучшение кода

• Статья 3.1: Настала пора рефакторинга
• Статья 3.14: Красивый класс матриц

---

Official translation (with a bit of polishing) is available here.

---

Постановка задачи

Цель этого цикла статей — показать, как работает OpenGL, написав его (сильно упрощённый!) клон самостоятельно. На удивление часто сталкиваюсь с людьми, которые не могут преодолеть первоначальный барьер обучения OpenGL/DirectX. Таким образом, я подготовил краткий цикл из шести лекций, после которого мои студенты выдают неплохие рендеры.

Итак, задача ставится следующим образом: не используя никаких сторонних библиотек (особенно графических) получить примерно такие картинки:



Внимание, это обучающий материал, который в целом повторит структуру библиотеки OpenGL. Это будет софтверный рендер, я не ставлю целью показать, как писать приложения под OpenGL. Я ставлю целью показать, как сам OpenGL устроен. По моему глубокому убеждению, без понимания этого написание эффективных приложений с использованием 3D библиотек невозможно.

CatBoard — это самодельная эргономичная компактная клавиатура с открытым исходным кодом, имеет множество нестандартных решений, таких как: нестандартная аппаратная раскладка со стандартными клавиатурными сочетаниями; быстрый автоповтор нажатой клавиши; Fn слой с клавишами управления курсором, цифровым блоком, функциональными клавишами; отдельные клавиши переключения раскладок; более удобное расположение Ctrl и Shift; отдельную кнопку AltTab; режим совместимости с Macintosh, позволяющий работать на нём точно так же, как и на PC; возможность прошивки без дополнительного оборудования; возможность устанавливать поверх ноутбучной клавиатуры. Благодаря открытому коду, с клавиатурой можно делать что угодно, новая прошивка заливается в считанные секунды, поэтому экспериментировать можно прямо на ходу.

Моему сыну, как и многим мальчишкам, нравятся автомобили. Причём чем они больше и необычнее — тем больше нравятся. Когда мы идём по улице, а мимо проезжает эвакуатор или снегоуборочная машина, он неизменно дёргает меня за руку, указывает на заинтересовавший его объект и говорит: «Папа, б-р-р!». Говорит он так потому, что ему один год и вышеуказанные два слова составляют 40% его словарного запаса. Тем ни менее, в общем мысль понятна — обратить внимание на автомобиль. Давайте подумаем, каким образом ребёнок в возрасте 8-10 лет сказал бы своему сверстнику то же самое. Что-то вроде «Ух ты, смотри какая крутая тачка!», да? Мысль та же, но обратите внимание — уже шесть слов вместо двух. И, наконец, представьте, каким образом то же самое скажет человек лет в тридцать: «Эй, смотри, да это же Ferrari California 2008-го года выпуска с двигателем V8 мощностью в 454 лошадиных силы и 7-ми скоростной коробкой-автоматом! Она до сотни разгоняется за 3.9 секунды!». Да, здесь уже больше деталей, но, если вы не автомеханик или фанат Ferrari — они вам скорее всего не нужны и не важны. Основная же мысль — всё та же, что и в «Ух ты, смотри какая крутая тачка!» или «Папа, б-р-р!». Но выражена она уже в 30 слов.

Вы заметили, как абстракция «интересный автомобиль» обросла деталями и нюансами, стала занимать существенно больше места в тексте и времени на понимание, анализ и ответ? То же самое происходит и с программным кодом.

Вы наверняка интуитивно догадывались, что приложения, выполняемые на Intel x86 компьютерах, ограничены в своих возможностях, и что некоторые действия могут быть выполнены исключительно операционной системой. Но знаете ли вы, как это действительно работает? В данном посте рассмотрим уровни привилегий x86 — механизм, в котором ОС и процессор действуют сообща для того, чтобы ограничить то, что могут сделать user mode приложения.

Часть 1: Введение
Часть 2: Многопоточность
Часть 3: Рендеринг (Прим. пер. — в процессе перевода)
Часть 4: Doom classic — интеграция (Прим. пер. — в процессе перевода)

Движок для Doom III был написан в период с 2000 по 2004 год, в то время, когда большинство ПК были однопроцессорными. Хотя архитектура движка idTech4 разрабатывалась с учетом поддержки SMP, это закончилось тем, что поддержка многопоточности делалась в последнюю минуту (см. интревью с Джоном Кармаком).

Очередной пост для блога, посвященного работе над игрушечной ОС. В прошлый раз я писал про необходимость в простеньком драйвере AHCI (SATA). Прежде чем начать двигаться в этом направлении, я решил набросать инфраструктуру драйверов: общий интерфейс драйвера + уточнённый интерфейс драйвера устройства хранения. Формулирование этих интерфейсов выявило проблему, на которую я ранее не обращал внимания — проблему портируемости.

Не зависящий от платформы код (например, большая часть планировщика, вспомогательный код типа kprintf, ...) у меня перемешивается с кодом, заточенным только под x86_64 (системные таблицы дескрипторов, APIC, прерывания, ...). Хотя ничего не мешало мне сформулировать интерфейс драйвера, жёстко привязанного к x86_64 (в частности, свободно оперировать PCI-адресами), мне стало ясно, что без чёткого отделения кода, специфичного для конкретной платформы, от общего портируемого кода я буду лишь усугублять ситуацию. Итак, я принял решение перебрать всё написанное, отделив общий код (в корне src/) от кода, специфичного для платформы (в src/x86_64/). Этим я и занимался последние две недели.

После долгого перерыва продолжаем делать интересные штуки, как всегда на чистом железе без операционной системы. В этой части статьи научимся использовать весь потенциал процессоров: будем запускать программу сразу на нескольких ядрах процессора в полностью параллельном режиме. Чтобы провернуть такое, нам потребуется многое сделать для расширения функциональности программы полученной в части 3.

Просто так выполнять какие-то вычисления на ядрах процессора – скучно, поэтому нужна задача, которая требует больших вычислительных ресурсов, хорошо раскладывается на параллельные вычисления, да и выглядит прикольно. Предлагаем сделать программу, которая рендерит простенькую 3D-сцену, используя алгоритм обратной трассировки лучей, или, по-простому, Ray Tracing.

Начнем с самого начала: наша цель параллельные вычисления на всех ядрах процессора. Все современные процессоры для PC, да и ARM уже тоже (я молчу про GPU) – это многоядерные процессоры. Что же это означает? Это означает, что вместо одного вычислительного ядра у процессора на одном компьютере присутствует несколько ядер. В общем случае, все выглядит несколько сложнее: на компьютере может быть установлено несколько сокетов (чипов процессора), в рамках каждого чипа (в рамках одного кристалла) может находиться сразу несколько физических ядер, а в рамках каждого физического ядра может находиться несколько логических ядер (например, те, что возникают при использовании технологии Hyper Threading). Все это схематично представлено на рисунке ниже, и называется топологией.

Производитель сделал три смелых маркетинговых заявления:

• Системе всё равно, запись или чтение – скорость будет одинаковой.
• При всём этом время отклика стабильно 250-500 микросекунд даже после месяца постоянной нагрузки.
• Можно вынимать любые комплектующие «на горячую» — системе ничего не будет.

Для начала мы разбили пространство на несколько десятков виртуальных томов и запустили десяток приложений, делающих запись блоками по 4 килобайта в режиме 20/80 (80% записи). А затем продержали модуль под нагрузкой 5 дней. Выяснилось, что маркетинг соврал: скорость записи была очень далека от заявленной в презентации 1 мс и составляла в среднем всего 0,4 мс (при 40/60 дело доходило и до 0,25).

Затем при тест-драйве в офисе для IT-директоров у нас начались настоящие проблемы. Дело в том, что я в приглашении упомянул, что как-то во время демонстрации Disaster Recovery-решения мы вырубили стойку в ЦОДе «на живую», после чего просто не осталось шансов закончить мероприятие мирно. Аудитория ждала крови, и мне пришлось позвать сервис-инженера с отвёрткой.

При 450k IOPS я начал с вытаскивания двух вентиляторов. Это почти не впечатлило аудиторию, потому что хотелось добраться до одного из двух контроллеров и посмотреть, что Violin скажет на это. Минус два вентилятора заставили систему страшно зарычать (она автоматически ускорила остальные), поэтому дальше я услышал только что-то вроде «твою мать», когда инженер просто взял и выдернул один из двух контроллеров, и железка «просела» только на треть по скорости.

Осторожно, трафик: под катом схемы и скриншоты.

Чем доступнее информация, тем больше её вокруг. Чем быстрее она распространяется, тем меньше остаётся времени на то, чтобы её проверить. Постепенно информационная среда превращается в некое подобие «белого шума». Всё труднее строить внутри себя новые информационные фильтры, чтобы отсеять лишнее: убрать в сторону лозунги, агитацию, пропаганду, а оставить только то, что на самом деле кроется за ними. А манипулировать нашими мыслями пытаются постоянно, и я говорю не о 25-ом кадре (он не работает), а о более земных вещах — приёмах пропаганды, которые так умело (а зачастую — очень топорно) используют политики, рекламщики и вообще, все, кому не лень. Об этих приёмах и пойдёт речь в статье.

Хвост виляет собакой. ("Wag the dog") — чтобы избежать большого скандала или «замять», оставить незамеченным какое-нибудь важное, но неприятное событие, часто используется простой, но хитрый и ловкий приём, который англоязычные политтехнологи называют «Wag the dog», а русскоязычные — «Хвост виляет собакой». Он заключается в том, чтобы вовремя поднять волну обсуждения вокруг вопроса второстепенной важности, на фоне которой другое, более важное событие или действие пройдёт незаметно.
Примеры таких вопросов: Отмена перехода на зимнее время, российское гражданство Депардье, поездка Путина или Саши Грей на Ладе Калине по России, полёты со стерхами и т.д.
Своё название этот приём получил в честь английского выражения tail wagging the dog, который, в свою очередь, появился из следующего народного пассажа:

— Почему собака виляет хвостом?
— Потому, что собака умнее, чем хвост. Если бы хвост был умнее, он вилял бы собакой.

Вы стоите на поле под красивым синем небом. В нескольких метрах от вас группа визжащих и счастливо играющих на площадке детей. Но когда вы подходите ближе, то внезапно замечаете, что дети, на самом деле, безликие тупо уставившиеся на вас статуи. Их крик почти оглушает, наслаиваясь на монотонный школьный гул. Идиллическая картинка тоже начинает смазываться, как будто мир мечется между реальностью и помехами расстроенного аналогового телеканала. Единственное спасение для вас — это отступить в безопасность вашего начального местоположения.

Это может звучать как описание нового ужастика, но в действительности речь идёт об Auti-SIM — небольшой, но заставляющей задуматься игре от первого лица, посвящённой гиперчувствительности аутичных детей.

Месяц назад здесь было объявлено, что Алексей Брагин теперь читает авторский курс лекций об операционных системах. С тех пор Алексей успел провести уже несколько занятий, которые были записаны на видео. Думаю, вполне логичным шагом будет поделиться этими записями с сообществом. Что нам стоит поступить так же как, к примеру, сделал MIT?

Прошу принять во внимание, что это пилотный проект. А так конструктивная критика приветствуется, пожелания принимаются.
Приносим извинения за качество звука, смотреть лучше в HD и погромче.