Станислав Макаров

Если хотите хранить данные только в листах, храните в нелистовых вершинах интервал. Например, в дереве на рисунке вместо нелистовой вершины 37 храните интервал [30, 49]. Подобная идея используется в https://en.wikipedia.org/wiki/R-tree - почитайте про него тоже, если вам нужно для точек. Это как раз дерево для пространственной индексации.

> И меня несколько удивило отсутствие каких-либо наработок в этой области в Rust (хотя бы начальных версий).
1) язык в релизе несколько месяцев, чего вы хотите-то;
2) не во всех языках ORM смотрится естественно. В C++ нормальной ORM нет до сих пор, есть некоторые библиотеки на базе Qt, но де-факто стандарта нет просто потому, что в языке недостаточно силен уровень метаданных. Но в этом нет проблемы просто потому, что на плюсах редко пишутся приложения, где нужен такой уровень;
3) А может повсеместное использование ORM это только удел web?
Я бы сказал что ORM это удел бизнес-приложений и языков высокого уровня (Java/.NET/Ruby). Другое дело, что веб-приложения в 99% случаев пишут на всяких asp.net и Рубях, а не на плюсах, поэтому и такая корреляция. Внутрикорпоративных десктопных приложений по прежнему достаточно, и как раз там ORM тоже любят.

> Подскажите, на сколько высокоуровневой должна быть ORM?
Это вам решать, ORM-ки разные бывают, кто-то где-то используют потолще, кто-то - потоньше. Лично я особого смысла в тонких не вижу для большинства задач, поэтому на мой вкус в ORM обязательно должны быть следующие вещи:
1) martinfowler.com/eaaCatalog/identityMap.html
2) martinfowler.com/eaaCatalog/unitOfWork.html
3) martinfowler.com/eaaCatalog/inheritanceMappers.html

Вообще, озакомьтесь для начала со всеми Object-Relational паттернами: martinfowler.com/eaaCatalog, а то наверняка напишете парк велосипедов.

> Кто виноват понятно, а вот что делать? Как стартовать в моем положении? Куда податься?
Я бы на вашем месте доучил Джангу, и написал бы себе блог на ней (минимум JS, можно вообще без него, некоторое количество кода на серверной стороне, немножко с базой поработаете). Неплохой вариант, чтобы показать свою самостоятельность. На фирмах бывают мелкие проекты, которые хочется отдать одному-двум разработчикам на полную поддержку (от верстки до деплоя на сервер).

> Насколько критично знание фреймворков при устройстве на работу, насколько глубоко, и какие обязательны?
Ну вот таки доучите Django, раз начали. Конечно от совсем начинающего этого требовать не должны, но такие вакансии будут называться "стажер". Если вы доучите, то будете Junior-ом.

> Существуют ли альтернативы web-backend'у, позволяющие не терять накопленный опыт в сетях (разработка каких-либо сетевых сервисов и т.п.)?
На мой вкус и ваши требования идеальная альтернатива такая: https://moikrug.ru/vacancies/1000014166 . Еще интереснее вакансии в совсем крупных фирмах, например у Близзов - там часто требуются именно сетевые программисты для разработки большого числа нагруженных сервисов, которые у них есть. Например, вот, прям по вашему описанию (protobuf, wireshark), но на такие позиции конечно нужен конкретный опыт, потому что берут лучших. Возможно стоит подтянуть и C++ в пару к Питону - раз вы работаете с сетями, то низкоуровневых вещей бояться не должны)

Так или иначе вам нужно выставить веб-сервис наружу. amf1k предложил один из вариантов. Можно WebAPI, можно WCF, можно и Nancy взять. Если код программы недоступен для модификации, тогда вызывайте ее из ком. строки (хотя так будет менее гибко - сложно будет получить, например, текущий статус операции с файлами).

Такие конструкции if надо заменять на словарь.

Если у вас индексы последовательные и начинаются с нуля, то роль словаря может сыграть список или массив.
В любом случае, вам нужно сделать отображение "номер бита" => "сообщение".

Номер бита предлагаю сохранять, чтобы было удобнее записывать таблицу и идти по ней циклом. Оператор сдвига даст вам нужную константу для операции "И".
Итого:

using System;
using System.Collections.Generic;

public class Test
{
	private static void AddMessage(Tuple<string, string> message)
	{
		Console.WriteLine("{0}, {1}", message.Item1, message.Item2);
	}
	
	public static void Main()
	{
		byte val = 176;
		
		for (int i = 0; i <= 7; i++)
		{
			if ((val & (1 << i)) != 0)
				AddMessage(messageByBitIndex[i]);
		}
	}
	
	private static Tuple<string, string>[] messageByBitIndex =
	{
		Tuple.Create("1", "А1"),  // 0
		Tuple.Create("1", "А2"),  // 1
		Tuple.Create("2", "Б1"),  // 2
		Tuple.Create("2", "Б2"),  // 3
		Tuple.Create("1", "АА1"), // 4
		Tuple.Create("1", "АА2"), // 5
		Tuple.Create("2", "ББ1"), // 6
		Tuple.Create("2", "ББ2"), // 7
	};
}

ideone.com/vbLapl