Phần mềm hệ thống và ứng dụng khác nhau thế nào?

Có thể hình dung mối quan hệ này theo cách đơn giản: phần mềm hệ thống là lớp nền quản lý tài nguyên và cung cấp dịch vụ cho máy tính; phần mềm ứng dụng sử dụng những dịch vụ đó để thực hiện công việc như soạn thảo văn bản, duyệt web, chỉnh sửa ảnh hoặc nghe nhạc.

Phần mềm hệ thống là gì?

Phần mềm hệ thống là nhóm phần mềm có nhiệm vụ quản lý, điều khiển và hỗ trợ hoạt động của máy tính, đồng thời tạo môi trường để phần mềm ứng dụng có thể chạy.

Hệ điều hành là ví dụ điển hình. Khi một chương trình cần sử dụng bộ nhớ, CPU, thiết bị lưu trữ hoặc thiết bị nhập xuất, nó không nhất thiết phải điều khiển trực tiếp từng thành phần phần cứng. Thay vào đó, ứng dụng yêu cầu dịch vụ từ hệ điều hành, còn hệ điều hành quản lý việc truy cập tài nguyên.

Nhờ cơ chế này, phần cứng được tổ chức thành các tài nguyên mà nhiều chương trình có thể sử dụng theo những quy tắc nhất định. Các thành phần như hệ điều hành, trình điều khiển thiết bị và một số tiện ích hệ thống thuộc nhóm phần mềm hệ thống.

Điểm quan trọng là phần mềm hệ thống không chỉ "chạy ở phía sau". Nó thực hiện những chức năng nền tảng như quản lý tiến trình, bộ nhớ, tệp, thiết bị và cung cấp các giao diện hoặc dịch vụ cần thiết cho ứng dụng.

Phần mềm ứng dụng là gì?

Phần mềm ứng dụng là nhóm phần mềm được thiết kế để thực hiện một hoặc nhiều nhiệm vụ trực tiếp phục vụ người dùng.

Ví dụ, trình xử lý văn bản phục vụ việc tạo và chỉnh sửa tài liệu; trình duyệt web phục vụ việc truy cập nội dung trên Internet; phần mềm chỉnh sửa ảnh phục vụ xử lý hình ảnh. Các chương trình này tập trung vào công việc mà người dùng muốn thực hiện, thay vì quản lý toàn bộ tài nguyên của máy tính.

Về cơ chế, phần mềm ứng dụng thường dựa vào các dịch vụ do phần mềm hệ thống cung cấp. Khi ứng dụng cần lưu một tệp, sử dụng bàn phím, hiển thị nội dung lên màn hình hoặc giao tiếp với thiết bị, nó có thể yêu cầu hệ điều hành thực hiện các thao tác tương ứng.

Vì vậy, phần mềm ứng dụng không hoàn toàn độc lập với phần mềm hệ thống. Hai lớp này có quan hệ phụ thuộc: ứng dụng sử dụng môi trường và dịch vụ của hệ thống để hoàn thành nhiệm vụ của mình.

Phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng khác nhau ở đâu?

Sự khác biệt cốt lõi nằm ở chức năng và đối tượng mà phần mềm phục vụ.

Một điểm dễ gây nhầm lẫn là không nên phân loại phần mềm chỉ dựa vào việc người dùng có trực tiếp nhìn thấy giao diện hay không. Tiêu chí quan trọng hơn là phần mềm đang giải quyết nhiệm vụ ở lớp nào: quản lý và cung cấp dịch vụ nền tảng hay thực hiện một công việc cụ thể cho người dùng.

Vì sao phần mềm hệ thống là nền tảng cho phần mềm ứng dụng?

Phần mềm ứng dụng cần một môi trường thực thi có khả năng cung cấp tài nguyên và dịch vụ cơ bản. Phần mềm hệ thống đảm nhận lớp trung gian này.

Chẳng hạn, khi người dùng mở một ứng dụng, hệ điều hành phải tham gia vào quá trình phân bổ tài nguyên cần thiết để ứng dụng hoạt động. Khi ứng dụng đọc hoặc ghi dữ liệu, hệ điều hành quản lý quyền truy cập và thao tác với hệ thống tệp. Khi ứng dụng cần giao tiếp với một thiết bị, hệ thống sử dụng các cơ chế và thành phần phù hợp để điều phối việc giao tiếp.

Cơ chế này tạo ra một chuỗi phụ thuộc:

Phần cứng → Phần mềm hệ thống → Phần mềm ứng dụng → Người dùng

Nhờ lớp phần mềm hệ thống, ứng dụng không phải tự xây dựng lại toàn bộ cơ chế quản lý CPU, bộ nhớ, thiết bị và lưu trữ cho từng loại phần cứng. Điều đó giúp các ứng dụng tập trung vào chức năng chuyên biệt của chúng.

Có phải mọi phần mềm tiện ích đều là phần mềm hệ thống?

Không phải cứ mang tên "tiện ích" là mặc nhiên thuộc phần mềm hệ thống. Cần xem tiện ích đó phục vụ hệ thống hay phục vụ một nhu cầu ứng dụng cụ thể.

Một tiện ích dùng để quản lý tệp, kiểm tra hoặc cấu hình một thành phần của hệ thống có tính chất gần với phần mềm hệ thống. Ngược lại, một công cụ phục vụ riêng cho công việc của người dùng có thể thuộc nhóm phần mềm ứng dụng, dù nó được gọi là "tool" hoặc "utility".

Ranh giới vì thế nằm ở chức năng thực tế và vị trí của phần mềm trong kiến trúc hệ thống, không chỉ ở tên gọi.

Cách nhận biết nhanh phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng

Có thể dùng ba câu hỏi để phân loại một chương trình:

1.    Nó có nhiệm vụ quản lý hoặc cung cấp dịch vụ nền tảng cho máy tính không?

2.    Nếu có, phần mềm đó có đặc điểm của phần mềm hệ thống

3.    Nó có được tạo ra chủ yếu để người dùng thực hiện một công việc cụ thể không?

4.    Nếu có, đó là đặc điểm điển hình của phần mềm ứng dụng

5.    Nó nằm ở đâu trong chuỗi phụ thuộc?

6.    Nếu chương trình cung cấp môi trường hoặc dịch vụ cho chương trình khác, nó có xu hướng thuộc lớp hệ thống; nếu sử dụng các dịch vụ đó để hoàn thành nhiệm vụ của người dùng, nó có xu hướng thuộc lớp ứng dụng

Cách nhìn này hữu ích hơn việc chỉ học thuộc danh sách ví dụ, vì cùng một tên gọi có thể bao hàm những thành phần có vai trò khác nhau.

Phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng không phải hai nhóm hoạt động tách biệt. Phần mềm hệ thống tạo nền tảng và cung cấp dịch vụ; phần mềm ứng dụng khai thác nền tảng đó để thực hiện nhiệm vụ cho người dùng. Đây là khác biệt cốt lõi giúp phân biệt hai loại phần mềm.