Андрей Терехов

Терехов Андрей Николаевич

Родился в 1949 г.
Доктор наук, профессор, заведующий кафедрой Системного Программирования мат-мех СПбГУ.
Генеральный директор со стажем более 20 лет.

Профессиональный опыт:
1971 — наст.вр.  СПбГУ
Профессор, создатель и заведующий кафедрой Системного Программирования
1998 — наст.вр.  ЗАО «ЛАНИТ-ТЕРКОМ»
Основатель, совладелец, генеральный директор
1991 — наст.вр.  ГУП «ТЕРКОМ»
Основатель, Генеральный директор
2002 — 2007  НИИ ИТ СПбГУ
Создатель, директор
2004 — наст.вр.  Ассоциация разработчиков ПО Руссофт
Со-основатель, член правления
2011 — наст.вр.  ООО " Научно-исследовательский центр Информационных технологий СПбГУ «
Генеральный директор

Образование:
1991 — доктор наук, мат-мех СПбГУ
1978 — кандидат наук, мат-мех СПбГУ
1966 — 1971 Санкт-Петербургский Гос. Университет, математико-механический факультет, кафедра математического обеспечения ЭВМ, диплом с отличием
профессор мат-мех СПбГУ, заведующий кафедрой
под руководством А. Н. Терехова защищено 16 кандидатских дисертаций

Научные интересы:
 —Более 100 научных публикаций (в том числе 3 монографии и 2 авторских свидетельства)
 —Реинжиниринг программного обеспечения
 —Технология программирования
 —Системы реального времени.
Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени «за заслуги в научной и педагогической деятельности и большой вклад в подготовку высококвалифицированных специалистов» (2005 г.)

---

• Скачать презентацию в pptx

---

Конфигурируемая ОС РВ Embox для встроенных систем

На кафедре системного программирования СПбГУ много лет ведутся исследования по созданию операционных систем реального времени. Отправной посылкой исследований явилась необходимость создания операционных систем для различных применений с возможностью конфигурации версии ОС под конкретное применение: различные файловые системы, различные алгоритмы планирования, наличие или отсутствие динамически создаваемых процессов, различные аппаратные платформы и так далее. В результате получилось семейство операционных систем Embox, на основании которого можно сравнительно легко сконфигурировать операционную систему реального времени с требуемыми характеристиками. Как и все разработки кафедры системного программирования, Embox — проект с открытым исходным кодом по лицензии BSD. Однако, на его основе можно создавать проприетарные заказные разработки, в частности, операционная система Заря-РВ прошла государственные испытания, а ее документация получила литеру О1.

---

Embox — операционная система жесткого реального времени, ориентированная на применение во встроенных системах.
На сегодняшний день существует большой класс задач, для решения которых применяют встроенные системы. Основными требованиями к таким системам часто являются их надежность и предсказуемость, поэтому в них применяют различные ОС реального времени. Кроме того, как правило, такие системы сильно отличаются друг от друга в аппаратной части как архитектурой процессора, так и доступными ресурсами. Естественно, что в подобных системах применяют различные алгоритмы планирования этих ресурсов, оптимизированные под конкретную задачу или класс задач.

ЗАО «Ланит-Терком» имеет богатый опыт в разработке встроенных систем различного уровня. Совместно с кафедрой системного программирования СПбГУ был организован исследовательский проект по созданию ОС реального времени для применения во встроенных системах. Проект основан на принципах свободного программного обеспечения и имеет свободную лицензию BSD. Целью исследовательского проекта является создание ОС реального времени для применения в широком спектре встроенных систем. Код проекта уже используется в коммерческих продуктах ЗАО «Ланит-Терком» и других компаний. Кроме того кафедра теоретической кибернетики СПбГУ планирует применять ядро Embox в различных роботизированных устройствах, в которых, как известно, нужна ОС жесткого реального времени.

Ядро ОС Embox построено на принципах модульности и конфигурируемости. В отличие от монолитных ядер (таких, как Linux), весь код организован в различные модули (библиотеки). Каждый модуль реализует свой интерфейс, например, интерфейс диспетчера памяти или планировщика задач. При конфигурации системы можно выбирать, какие модули будут включены в образ. Таким образом, достигается создание образа, нацеленного на конкретную задачу, будь то система для тестирования аппаратного обеспечения, либо полноценная ОС, включающая сетевую и файловую подсистемы, а также управление виртуальной памятью.
Подобные принципы построения упрощают разработку и отладку отдельных модулей системы. Причем это относится как к драйверам, так и к различным модулям, обеспечивающим функции ядра (распределение ресурсов, межпроцессорный обмен и так далее).

Еще одним важным свойством таких принципов построения является возможность применять различные стратегии планирования ресурсов. Например, можно создать образ ядра системы, обладающий классическими менеджерами ресурсов (диспетчером памяти, потоков и так далее), а можно создать образ, запускающий определенный поток по определенному событию, что уменьшит накладные расходы на планирование задач. Или, например, создать образ, позволяющий привязывать задачу к каким-то ресурсам системы, процессорному ядру, области памяти и так далее. Такие свойства ОС Embox достигаются за счет возможности задать различные реализации системных диспетчеров ресурсов.

Как уже отмечалось, во встроенных системах используют различные процессорные архитектуры, иногда специально нацеленные на какой-то класс задач, например, сетевые процессоры, построенные по принципам несимметричной многоядерности. Embox портирован на такие широко применяемые во встроенных системах архитектуры как MicroBlaze, ARM, SPARC v8 (LEON3), а так же имеется возможность запускать его на x86 архитектуре. Вследствие модульной структуры процесс портирования на новые платформы — достаточно легкая задача. В отличие от ядра Linux, где необходимо портировать сразу все архитектурные части (прерывания, таймеры, виртуальную память и так далее), Embox может быть запущен с минимальным набором подобных подсистем, например, можно даже не реализовывать подсистему прерываний, а портировать только ввод/вывод, и уже с помощью него отладить остальные части.
Важную роль для операционной системы играют средства разработки и отладки пользовательских программ, драйверов, а также самого ядра ОС.

Ядро операционной системы Embox написано на языке C при этом использовался компилятор с открытым исходным кодом GCC, позволяющий осуществлять сборку системы для различных архитектурных платформ. Остальные средства разработки также доступны в свободном доступе под свободной лицензией; в качестве IDE используется Eclipse, в качестве отладчика используется GDB.
На данный момент для разработки пользовательских приложений используется язык C. Проект частично поддерживает стандарт POSIX, но может быть выбран другой интерфейс взаимодействия с пользовательским приложением. Например, для разработки управляющих программ роботов на кафедре теоретической кибернетики СПбГУ используют собственный интерфейс, нацеленный на выполнения подобных задач.
Соответственно можно для различных классов задач задавать специфичные интерфейсы взаимодействия ядра и пользовательского приложения. Это позволяет разрабатывать проблемно-ориентированные языки (DSL, domain-specific language), и на их основе графические CASE-средства. В итоге, можно легко создавать и моделировать алгоритмы, ориентированные на конкретный тип задач. Например, кафедра кибернетики СПбГУ планирует использовать интегрированную среду визуального проектирования QReal.

Еще одной важной характеристикой для операционной системы является набор служебных библиотек, которые упрощают разработку и расширяют возможности данной ОС. К таким библиотекам прежде всего относят сетевой стек и файловую подсистему. Обе этих подсистемы поддержаны в Embox.

Сетевой стек содержит реализацию протоколов стандартного IP стека (IP, ICMP, UDP, TFTP, ARP), а также набор стандартных сетевых утилит, таких как; ifconfig, route, arp, ping, и так далее. Также Embox поддерживает стандартный интерфейс сокетов.
Файловая подсистема Embox основана на логической файловой системе, к которой можно подключать различные драйвера, реализующие ту или иную конкретную файловые системы. Это позволяет обращаться к файлам или физическим устройствам с помощью единого интерфейса (файлового интерфейса POSIX).

Таким образом, Embox представляет из себя операционную систему жесткого реального времени (время отклика менее 10 мкс на процессоре AT91SAM7 с частотой 48 MHz) с открытым исходным кодом, которая обладает следующими свойствами:
• Модульность — позволяет включать только необходимые модули в образ системы, что важно для систем с ограниченными ресурсами.
• Конфигурируемость — позволяет задавать реализацию и параметры каждой подсистемы в отдельности, что дает возможность тонкой настройки под конкретную задачу. Это также позволяет создавать операционные системы, избавленные от основных дисциплинирующих принципов: разделения задач по времени и по используемой памяти.
• Портируемость — позволяет использовать наиболее удобную для конкретной задачи платформу или процессорную архитектуру.

Поскольку областью применения Embox являются, прежде всего, встраиваемые системы, а в данном сегменте часто применяются архитекторы процессоров отличные от x86 (например, ARM), то Embox задумывался как портируемая ОС, то есть предназначенная для переноса на различные архитектуры. Также предусмотрена возможность добавления новой платформы. Для этого основной код ядра разрабатывался на платформонезависимом языке C, а код, привязанный к конкретной платформе, вынесен в отдельную папку.

Embox — позволяет гибко конфигурировать ядро под конкретную задачу ипплатформу. В том числе выбирать стратегии. В определенных случаях можно вообще отказаться от этих частей и создать образ ядра с необходим минимумом интерфейсов. Например, контроллер на роботе Lego содержит flash-память объемом 25 6kb и оперативную память 6 4kb.

Данная операционная система разрабатывается в рамках проекта с открытым исходным кодом, что способствует привлечению как студентов и разработчиков, так и потенциальных пользователей. Одним из основных преимуществ является нацеленность на задачи именно российского сегмента рынка.