Tutti i programmatori scrivono codice eseguibile per computer, ma ciò che distingue i programmatori di sistema dai programmatori di applicazioni è lo scopo del software che scrivono. La programmazione delle applicazioni produce software che fa sì che l’hardware di un computer generi qualcosa per l’utente, che si tratti di un foglio di calcolo o della grafica di un gioco. La programmazione di sistema produce software che accede e controlla il funzionamento interno dell’hardware e del sistema operativo di un computer.
La programmazione delle applicazioni generalmente comporta l’emissione di comandi di sistema per utilizzare le funzioni di base dell’hardware e del sistema operativo di un computer, come la memorizzazione di un particolare dato nella memoria fisica del computer o un file sul disco rigido. Questi tipi di programmi non riguardano i dettagli del funzionamento del disco rigido o della memoria fisica. Al contrario, i programmatori di sistema si preoccupano dei dettagli di come funzionano un sistema operativo e i componenti hardware. Ciò consente loro di creare il software che deframmenta i dischi rigidi e controlla l’integrità della memoria fisica di un computer.
Oltre a essere in grado di creare tali strumenti, i programmatori di sistema sono in genere esperti nel funzionamento di base dei sistemi operativi. Tutti i programmatori hanno familiarità con le chiamate di sistema, la gestione dei thread e la gestione dell’input/output, ma la programmazione del sistema richiede che l’ingegnere del software sia in grado di manipolare questi meccanismi del sistema operativo. Ciò consente a un programmatore di sistema di eseguire installazioni specializzate e automatizzare le attività di manutenzione del sistema.
La conoscenza del core di un sistema operativo è necessaria anche per massimizzare le prestazioni di un’applicazione su una particolare configurazione hardware. Ad esempio, i rivenditori online molto impegnati hanno bisogno che i loro siti Web e i sistemi di elaborazione delle transazioni funzionino nel modo più efficiente e affidabile possibile. Utilizzando la sua conoscenza della meccanica interna dei sistemi operativi e dei componenti hardware, come ad esempio come fare in modo che un particolare sistema operativo ottimizzi la gestione dei thread o quali algoritmi funzionino più velocemente su quali componenti hardware, un programmatore di sistema può aiutare a ottimizzare le prestazioni di un’applicazione.
Questo accesso dettagliato al funzionamento interno dei componenti hardware e del sistema operativo richiede che la programmazione del sistema venga eseguita in un linguaggio che consenta questo tipo di accesso all’hardware di basso livello. Linguaggi come Java®, Python™ o Ruby on Rails® sono quelli che i programmatori chiamano linguaggi di alto livello. Ciò significa che semplificano la programmazione dell’applicazione non facendo in modo che il programmatore gestisca i minimi dettagli della gestione dell’hardware. La programmazione di sistema richiede esattamente questo tipo di accesso, quindi i programmatori di sistema utilizzano un linguaggio di basso livello come C o C++.