Phần Mềm Hệ Thống Là Gì?

Phần mềm hệ thống đóng vai trò điều khiển và quản lý hoạt động của các phần cứng và phần mềm trong Hệ thống máy tính. Phần mềm hệ thống bao gồm Hệ điều hành và các phần mềm tiện ích hệ thống.

Hệ điều hành điều phối hoạt động của phần cứng, phân bổ tài nguyên và cung cấp các dịch vụ cho phần mềm ứng dụng. Các phần mềm tiện ích hệ thống hỗ trợ thêm cho Hệ điều hành trong công việc quản lý và bảo mật hệ thống.

Nhờ có Phần mềm hệ thống, Hệ thống máy tính mới có thể vận hành. Phần mềm hệ thống cũng cho phép kết nối, truyền thông và chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị trong Mạng máy tính. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của phần mềm hệ thống.

Phần Mềm Hệ Thống Là Gì?

Phần mềm hệ thống là loại phần mềm máy tính được thiết kế để vận hành phần cứng và các ứng dụng của máy tính.

Nếu hình dung hệ thống máy tính giống như một mô hình phân lớp, phần mềm hệ thống chính là lớp giao tiếp giữa phần cứng và phần mềm ứng dụng người dùng.

Hệ điều hành là ví dụ điển hình nhất của phần mềm hệ thống. Hệ điều hành quản lý tất cả các chương trình khác chạy trên máy tính.

Phần mềm hệ thống được sử dụng để quản lý hoạt động của chính máy tính. Nó chạy ngầm trong hệ thống, duy trì các chức năng cơ bản để người dùng có thể chạy các phần mềm ứng dụng cấp cao thực hiện một số tác vụ nhất định. Về cơ bản, phần mềm hệ thống cung cấp nền tảng để chạy phần mềm ứng dụng.

Các nhà sản xuất máy tính thường phát triển phần mềm hệ thống như là một phần không thể tách rời của máy tính. Trách nhiệm chính của phần mềm này là tạo ra giao diện giữa phần cứng do họ sản xuất và người dùng cuối.

Các đặc điểm quan trọng của phần mềm hệ thống

Phần mềm hệ thống thường bao gồm các đặc điểm sau:

• Tốc độ cao: Phần mềm hệ thống phải hoạt động hiệu quả nhất có thể để cung cấp nền tảng hiệu quả cho phần mềm cấp cao hơn trong hệ thống máy tính.
• Khó thao tác: Thường yêu cầu sử dụng ngôn ngữ lập trình, khó sử dụng hơn so với giao diện người dùng trực quan.
• Được viết bằng ngôn ngữ máy tính cấp thấp: Phần mềm hệ thống phải được viết bằng ngôn ngữ mà CPU và các phần cứng máy tính khác có thể đọc được.
• Gần gũi với hệ thống: Kết nối trực tiếp với phần cứng cho phép máy tính hoạt động.
• Linh hoạt: Phần mềm hệ thống phải giao tiếp được với cả phần cứng chuyên dụng mà nó chạy trên và phần mềm ứng dụng cấp cao, thường không phụ thuộc phần cứng và không có kết nối trực tiếp tới phần cứng mà nó chạy trên. Phần mềm hệ thống cũng phải hỗ trợ các chương trình khác phụ thuộc vào nó khi chúng phát triển và thay đổi.

Các Loại Phần Mềm Hệ Thống

Hệ điều hành (Operating System)

• Chủ đề: Hệ điều hành
• Thuộc tính: Chương trình máy tính chính
• Giá trị: Cho phép thiết bị khởi động và cài đặt ứng dụng

Trình điều khiển thiết bị (Device Driver)

• Chủ đề: Trình điều khiển thiết bị
• Thuộc tính: Chương trình máy tính cho phép giao tiếp giữa hệ điều hành và phần cứng
• Giá trị: Nằm trong hệ điều hành, hướng dẫn hệ thống cách tương tác với phần cứng
• Ví dụ: Máy in, máy quét, đầu đọc thẻ, modem

Firmware

• Chủ đề: Firmware
• Thuộc tính: Phân loại của phần mềm hệ thống
• Giá trị: Điều khiển phần cứng bằng cách hướng dẫn cách thực hiện
• Hoạt động: Cùng với trình điều khiển thiết bị để phần cứng hoạt động đúng
• Vị trí: Bên trong phần cứng
• Ví dụ: Ổ cứng, bộ định tuyến, màn hình, thiết bị ngoại vi

Trình biên dịch (Programming Language Translator)

• Chủ đề: Trình biên dịch
• Thuộc tính: Loại phần mềm hệ thống
• Chức năng: Chuyển đổi mã từ ngôn ngữ lập trình này sang ngôn ngữ khác
• Hoạt động: Biên dịch chương trình từ mã nguồn (ngôn ngữ cấp cao như Java hoặc C++) sang mã máy (ngôn ngữ cấp thấp mà máy tính có thể hiểu)
• Khả năng: Phát hiện và báo cáo lỗi trong quá trình chuyển đổi

Phần Mềm Tiện ích (Utilities)

• Chủ đề: Tiện ích
• Thuộc tính: Loại phần mềm hệ thống
• Chức năng: Hỗ trợ cơ sở hạ tầng máy tính
• Hoạt động: Giúp hệ điều hành thực hiện các tác vụ, chẳng hạn như bảo mật dữ liệu để duy trì hoạt động hiệu quả của máy tính
• Nguồn gốc: Nhiều tiện ích là công cụ của bên thứ ba, chẳng hạn như phần mềm antivirus và nén tệp, mà người dùng cài đặt riêng để giúp máy tính hoạt động tối ưu

Phần mềm hệ thống quản lý các chức năng cơ bản của máy tính, bao gồm:

• Hệ điều hành
• Phần mềm quản lý tập tin
• Phần mềm tiện ích hệ thống

Các ví dụ khác về phần mềm hệ thống:

• BIOS (Hệ thống nhập/xuất cơ bản): Khởi động hệ thống máy tính và quản lý luồng dữ liệu giữa HĐH và các thiết bị như ổ cứng, card màn hình, bàn phím, chuột, máy in.
• Chương trình khởi động: Tải HĐH vào bộ nhớ chính hoặc RAM của máy tính.
• Trình thông dịch: Chuyển đổi các câu lệnh cơ bản của máy tính thành một chuỗi bit mà CPU có thể sử dụng để thực hiện các hoạt động cơ bản.
• Trình điều khiển thiết bị: Điều khiển một loại thiết bị cụ thể được kết nối với máy tính, ví dụ như bàn phím hay chuột.

Ngoài ra, phần mềm hệ thống cũng có thể bao gồm các tiện ích hệ thống như chương trình dọn dẹp ổ đĩa, công cụ phục hồi hệ thống và các công cụ phát triển như trình biên dịch, trình gỡ lỗi.

Hệ điều hành

Hệ điều hành (HĐH) của máy tính là một ví dụ điển hình được biết đến rộng rãi của phần mềm hệ thống. Một số HĐH phổ biến bao gồm Windows, macOS và Linux.

Không giống các loại phần mềm hệ thống khác, người dùng máy tính thường xuyên tương tác với HĐH thông qua giao diện đồ họa (GUI) và với một số HĐH, giao diện dòng lệnh (CLI) đơn giản hơn.

Bởi vì GUI là một chương trình ngồi trên HĐH, nó có thể được coi là phần mềm ứng dụng, không phải phần mềm hệ thống. Nói cách khác, GUI là phần mềm ứng dụng giúp người dùng có thể thao tác với các phần của HĐH.

Các nhiệm vụ chính của hệ điều hành

Trách nhiệm chính của hệ điều hành là quản lý tài nguyên phần mềm và phần cứng của máy tính. Đây là chương trình điều khiển chính của máy tính.

HĐH kiểm soát và lưu lại hồ sơ của tất cả các chương trình khác trên máy tính, bao gồm cả phần mềm ứng dụng và hệ thống. HĐH tạo ra một môi trường mà tất cả các chương trình máy tính khác chạy trong đó và cung cấp dịch vụ cho những ứng dụng đó.

Hệ điều hành thực hiện các tác vụ sau:

• Quản lý tập tin và lập lịch trình tiến trình: HĐH phân bổ tài nguyên và ưu tiên cho các chương trình nào nên nhận tài nguyên và theo thứ tự nào.
• Quản lý bộ xử lý và bộ nhớ: HĐH phân bổ bộ nhớ cho tiến trình khi cần thiết và giải phóng khi tiến trình hoàn thành.
• Phát hiện lỗi: HĐH phát hiện, theo dõi và gỡ lỗi cho các chương trình khác của máy tính.
• Bảo mật: HĐH sử dụng mật khẩu để bảo vệ các chương trình và dữ liệu của máy tính khỏi truy cập trái phép.
• Điều khiển và quản lý: HĐH sử dụng trình biên dịch, thông dịch viên và các công cụ khác để kiểm soát và quản lý các chương trình khác trên máy tính.

Phân biệt phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng

Tiêu Chí	Phần Mềm Hệ Thống	Phần Mềm Ứng Dụng
Định Nghĩa	Phần mềm được thiết kế để vận hành và quản lý phần cứng máy tính, cung cấp nền tảng cho phần mềm ứng dụng chạy.	Phần mềm được thiết kế cho người dùng cuối để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể như xử lý văn bản, chơi game, hoặc duyệt web.
Mục Đích	Quản lý, điều khiển phần cứng và các tài nguyên hệ thống	Thực hiện các chức năng cụ thể cho người dùng
Giao diện người dùng	Dòng lệnh (Command Line Interface)	Đồ họa (Graphical User Interface)
Ngôn ngữ lập trình	Ngôn ngữ cấp thấp (C, Assembly)	Ngôn ngữ cấp cao (Python, Java, C++)
Ví Dụ	Hệ điều hành, trình điều khiển thiết bị, chương trình tiện ích.	Trình xử lý văn bản, bảng tính, trình chơi nhạc.
Tương Tác Người Dùng	Thường hoạt động ở chế độ nền và không tương tác trực tiếp với người dùng.	Tương tác trực tiếp với người dùng để thực hiện các nhiệm vụ.
Tính độc lập	Phụ thuộc vào phần cứng, yêu cầu phần mềm ứng dụng.	Độc lập phần cứng, chạy trên nền phần mềm hệ thống.
Độ Phức Tạp	Khó thao tác, đòi hỏi kiến thức chuyên môn	Thân thiện với người dùng, được thiết kế với giao diện trực quan.