システムソフトウェアとは何ですか?

システムソフトウェアは、コンピュータのハードウェアを管理および制御し、上位ソフトウェアに基本サービスを提供する低レベルソフトウェアを指します。ソフトウェアには主にシステムソフトウェアとアプリケーションソフトウェアの 2 種類があります。システムソフトウェアには、オペレーティングシステム、ファイル管理ユーティリティ、ディスクオペレーティングシステム (DOS) など、コンピュータ自体の管理専用のプログラムが含まれます。

ミリリットルからオンス

システムソフトウェアは、他のソフトウェアのプラットフォームを提供するソフトウェアです。いくつかの例が考えられます。オペレーティングシステム、ウイルス対策ソフトウェア、ディスクフォーマットソフトウェア、コンピュータ言語翻訳プログラムなど。これらは通常、コンピュータメーカーによって用意されています。このソフトウェアは低レベル言語で書かれたプログラムで構成されており、非常に基本的なレベルでハードウェアと対話するために使用されます。システムソフトウェアは、ハードウェアとエンドユーザー間のインターフェイスとして機能します。

システムソフトウェアとは、コンピュータまたはコンピューティングデバイスが適切に機能できるようにするプログラムとソフトウェアコンポーネントの集合を指します。ユーザーとコンピューターハードウェアの間の仲介者として機能し、ユーザーがハードウェアと対話し、さまざまなアプリケーションやプログラムを使用できるようにします。一般的なシステムソフトウェアの種類には、オペレーティングシステム (Windows、macOS、Linux など)、デバイスドライバー、ユーティリティプログラム、プログラミング言語、システムライブラリなどがあります。

オペレーティングシステムは、コンピュータ上で実行する他のすべてのソフトウェアやアプリケーションに基礎的なフレームワークを提供するため、システムソフトウェアの中で最も重要なタイプです。メモリや処理能力などのコンピュータリソースを管理し、ユーザーがシステムと対話するためのユーザーインターフェイスを提供します。デバイスドライバーは、オペレーティングシステムがプリンター、スキャナー、グラフィックスカードなどのハードウェアデバイスと通信できるようにするため、もう 1 つの重要なタイプのシステムソフトウェアです。ユーティリティプログラムは、ディスクの最適化、ウイルススキャン、ファイル圧縮などの追加機能をオペレーティングシステムに提供します。

システムソフトウェア例

システムソフトウェアは、コンピュータのハードウェアおよびアプリケーションプログラムを実行するように設計されたコンピュータプログラムの一種であり、システムソフトウェアの例には、オペレーティングシステム (OS) (macOS、Linux、Android、Microsoft Windows など)、ゲームエンジン、検索エンジン ( google、Bing、Yahoo!)、産業オートメーション、計算科学ソフトウェア、およびサービスアプリケーションとしての (SaS) ソフトウェア。

オペレーティングシステム (OS)：Windows、Linux、macOSなど
デバイスドライバ： ハードウェアと OS 間の通信を可能にするソフトウェア。
ファームウェア : デバイスの基本機能を制御するプレインストールされた低レベルソフトウェア。
ユーティリティソフト： システムのメンテナンスと最適化のためのツール。
ブートローダー : 起動時にOSを初期化するソフトウェア。

システムソフトウェアを使用する理由

システムソフトウェアが必要な理由は次のとおりです。

ハードウェア通信: システムソフトウェアは、コンピュータのハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントの間のインターフェイスとして機能し、ハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントが通信して連携できるようにします。
資源管理： システムソフトウェアは、メモリ、CPU 使用率、ストレージなどのコンピュータリソースを管理し、その使用率を最適化し、システムが効率的に動作するようにします。
安全： システムソフトウェアは、ファイアウォール、ウイルス対策ソフトウェア、暗号化などのセキュリティ対策を提供し、マルウェア、ウイルス、その他のセキュリティ脅威からシステムとそのデータを保護します。
ユーザーインターフェース： システムソフトウェアは、ユーザーがコンピューターまたはコンピューティングデバイスと対話し、さまざまなタスクを実行できるようにするユーザーインターフェイスを提供します。
アプリケーションのサポート： システムソフトウェアは、システム上のアプリケーションとソフトウェアのインストールと実行をサポートします。
カスタマイズ: システムソフトウェアを使用すると、システムの設定と構成をカスタマイズできるため、ユーザーはコンピューティング環境をより詳細に制御できるようになります。

システムソフトウェアの特長

システムソフトウェアの最も重要な機能は次のとおりです。

メモリ管理： オペレーティングシステムがメモリ管理を実行します。 OS はプライマリメモリを追跡し、プロセスがメモリを要求したときにメモリを割り当てます。
プロセッサ管理: プロセス管理はOSが行います。メインメモリ (RAM) をプロセスに割り当て、不要になったら割り当てを解除します。
ファイル管理： オペレーティングシステムがファイル管理を実行します。リソースの割り当てと割り当て解除を行い、誰がリソースを取得するかを決定します。
安全： パスワードを使用したプログラムやデータへの不正アクセスを防ぎます。
エラー検出補助: ダンプ、トレース、エラーメッセージ、その他のデバッグおよびエラー検出方法の生成。
スケジュール設定: OS は、そのスケジューリングアルゴリズムを通じてプロセスをスケジュールします。

システムソフトウェアの種類

1. オペレーティングシステム

オペレーティングシステム (OS) は、コンピュータのハードウェアとソフトウェアリソースを管理するシステムソフトウェアの一種です。コンピュータプログラムに共通のサービスを提供します。 OS はソフトウェアとハードウェアの間のリンクとして機能します。アプリケーションプログラムやその他のシステムソフトウェアなど、コンピュータ内に存在する他のすべてのプログラムの実行を制御し、記録を保持します。

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オペレーティングシステムによって実行される重要なタスク

オペレーティングシステムの主な機能は次のとおりです。

資源管理： オペレーティングシステムは、メモリ、CPU 時間、その他のハードウェアリソースを管理し、コンピュータ上で実行されているさまざまなプログラムやプロセス間で割り当てます。
プロセス管理: オペレーティングシステムは、プロセスとプログラムの開始、停止、管理を担当します。また、プロセスのスケジュールを制御し、プロセスにリソースを割り当てます。
メモリ管理： オペレーティングシステムはコンピュータのプライマリメモリを管理し、メモリ使用量を最適化するメカニズムを提供します。
安全： オペレーティングシステムは、アクセス制御や暗号化などのセキュリティポリシーとメカニズムを実装することにより、ユーザー、アプリケーション、データに安全な環境を提供します。
ファイル管理： オペレーティングシステムは、ファイルとディレクトリの作成、削除、操作など、ファイルシステムの編成と管理を担当します。
端末管理： オペレーティングシステムは、プリンター、キーボード、マウス、ディスプレイなどの入出力デバイスを管理します。デバイスとコンピューター間の通信を可能にするために必要なドライバーとインターフェイスを提供します。

詳細については、オペレーティングシステムの機能を参照してください。

2. プログラミング言語翻訳者

プログラミング言語トランスレーターは、あるプログラミング言語で書かれたコードを別のプログラミング言語に翻訳するプログラムです。以下はプログラミング言語トランスレータの例です。

コンパイラ： コンパイラは、ある言語で書かれたコードを、プログラムの意味を変えずに別の言語に翻訳するソフトウェアです。また、コンパイラはターゲットコードを効率化し、時間とスペースの面で最適化すると言われています。
コンパイラは、コンパイル前処理、字句解析、解析、意味解析 (構文指向変換)、入力プログラムの中間表現への変換、コード最適化、およびコード生成中に次の操作のほとんどすべてを実行します。コンパイラの例には、gcc (C コンパイラ)、g++ (C++ コンパイラ)、javac (Java コンパイラ) などが含まれます。
通訳者： インタプリタは、直接実行するコンピュータプログラムです。つまり、プログラミング言語またはスクリプト言語で書かれた命令を実行します。インタプリタでは、プログラムが事前に機械語プログラムにコンパイルされている必要はありません。インタプリタは高レベルの命令を中間形式に変換し、それが実行されます。
インタプリタは、機械語命令を生成するコンパイル段階を経る必要がないため、高速です。インタプリタは、最初のエラーが発生するまでプログラムを継続的に翻訳します。エラーが発生すると実行が停止します。したがって、デバッグは簡単です。例としては、 Ruby 、パイソン、PHPなど。
アセンブラ： アセンブラは、アセンブリ言語を機械語に変換するプログラムです。基本的なコマンドと操作を取得して、プロセッサの種類に固有のバイナリコードに変換します。
アセンブラは、コンパイラと同様の実行可能コードを生成します。ただし、アセンブラは低レベルコード (アセンブリ言語) をマシンコードに変換するだけなので、より単純です。各アセンブリ言語は特定のプロセッサ向けに設計されているため、プログラムのアセンブルは、アセンブリコードからマシンコードへの単純な 1 対 1 マッピングを使用して実行されます。一方、コンパイラは、汎用の高レベルソースコードを特定のプロセッサ用のマシンコードに変換する必要があります。

3. デバイスドライバー

デバイスドライバーは、システムのトラブルシューティングの必要性を最小限に抑えるシステムソフトウェアの一種です。内部的には、オペレーティングシステムはハードウェア要素と通信します。デバイスドライバーを使用すると、この通信の管理と調整が簡単になります。

ハードウェアコンポーネントを操作するために、オペレーティングシステムにはさまざまなデバイスドライバーが付属しています。マウス、キーボードなどのデバイスドライバーの大部分は、コンピューターを製造する企業によってコンピューターシステムにプレインストールされています。

4. ファームウェア

これらは、コンピュータのマザーボードにインストールされている動作プログラムで、オペレーティングシステムがフラッシュ、ロム、EPROM、およびメモリチップ。ただし、デバイスのすべての動作を管理および制御することが、ファームウェアソフトウェアの主な目的です。初期インストールでは、不揮発性チップを使用します。

ファームウェアチップには主に 2 つの主要なタイプがあります。

BIOS (基本入出力システム) チップ。
UEFI (Unified Extended Firmware Interface) チップ。

5. ユーティリティソフト

システムソフトウェアとアプリケーションソフトウェアは、ユーティリティソフトウェアを介して対話します。ユーティリティソフトウェアと呼ばれるサードパーティ製品は、メンテナンスの問題を軽減し、コンピュータシステムの欠陥を検出するために作成されています。これはコンピュータのオペレーティングシステムに含まれています。

以下に、ユーティリティソフトウェアの特定の属性をいくつか示します。

ユーザーは脅威や感染から保護されるという恩恵を受けます。
WinRAR および WinZip は、ディスクサイズの削減に役立つプログラムです。
ディスクのパーティション分割を支援し、Windows ディスク管理サービスとして機能します。
これにより、ユーザーは古いデータを簡単にバックアップでき、システムのセキュリティが向上します。
ドライブ上に分散したファイルを整理するディスクデフラグツールとして動作します。
失われたデータの回復に役立ちます。

システムソフトウェアの使用

システムソフトウェアの一般的な用途をいくつか示します。

オペレーティングシステム： オペレーティングシステムは、コンピュータハードウェアとソフトウェアリソースを管理し、コンピュータプログラムに共通のサービスを提供するシステムソフトウェアの一種です。オペレーティングシステムは、パーソナルコンピュータからサーバー、スーパーコンピュータ、組み込みシステムに至るまで、さまざまなアプリケーションで使用されています。
デバイスドライバ： デバイスドライバーは、オペレーティングシステムがプリンター、スキャナー、グラフィックスカードなどのハードウェアデバイスと通信できるようにするシステムソフトウェアの一種です。デバイスドライバーがなければ、オペレーティングシステムはハードウェアデバイスと対話できず、役に立たなくなります。
ファームウェア： ファームウェアは、BIOS ファームウェア、組み込みシステム用のファームウェア、ルーターやスイッチなどのネットワークデバイス用のファームウェアなどのハードウェアデバイスに対する低レベルの制御を提供するシステムソフトウェアの一種です。
システムユーティリティ: システムユーティリティは、ディスククリーンアップ、デフラグ、ウイルス対策スキャン、システムバックアップなどの定期的なメンテナンスタスクを実行するシステムソフトウェアの一種です。これらのユーティリティは、コンピュータシステムが効率的かつ安全に実行されるようにするのに役立ちます。
プログラミングツール: プログラミングツールは、開発者がソフトウェアアプリケーションを作成、デバッグ、最適化するために使用するシステムソフトウェアの一種です。これらのツールには、コンパイラ、デバッガ、統合開発環境 (IDE)、パフォーマンス分析ツールが含まれます。

システムソフトウェアの問題

互換性の問題: システムソフトウェアは特定のハードウェアコンポーネントと互換性がない場合があり、エラーやクラッシュが発生する可能性があります。
セキュリティ上の問題： システムソフトウェアには脆弱性が含まれている場合があり、ハッカーやマルウェアが悪用してシステムに不正にアクセスしたり、機密データを盗んだりする可能性があります。
パフォーマンスの問題： システムソフトウェアがハードウェアに合わせて最適化されていないか、リソースを大量に消費するため、システムの速度低下やフリーズが発生する可能性があります。
アップデートの問題: システムソフトウェアのアップデートには、システムや他のソフトウェアコンポーネントに問題を引き起こす可能性のあるバグや互換性の問題が含まれている場合があります。
ライセンスの問題: 一部のシステムソフトウェアではライセンスまたはアクティベーションが必要な場合があり、ライセンスの有効期限が切れたり、ライセンスエラーが発生したりすると問題が発生する可能性があります。
ユーザーインターフェイスの問題: システムソフトウェアのユーザーインターフェイスは直感的でないか、使いにくい場合があり、ユーザーエクスペリエンスに影響を与える可能性があります。

システムソフトウェアの利点

資源管理 : システムソフトウェアはメモリなどのリソースを管理および割り当てます。 CPU 、そして入出力デバイスさまざまなプログラムに。
パフォーマンスを向上させた： システムソフトウェアはコンピュータのパフォーマンスを最適化し、ユーザーの作業負荷を軽減します。
安全 : システムソフトウェアは、次のようなセキュリティ機能を提供します。ファイアウォール、ウイルス対策保護、およびアクセス制御により、コンピュータを悪意のある攻撃から保護します。
互換性: システムソフトウェアは、さまざまなハードウェアとソフトウェアコンポーネント間の互換性を保証し、ユーザーがさまざまなデバイスやソフトウェアを簡単に操作できるようにします。
使いやすさ： システムソフトウェアは、ユーザーフレンドリーなインターフェイスとグラフィカル環境を提供し、ユーザーによるコンピュータの操作と制御を容易にします。
信頼性： システムソフトウェアは、コンピュータの安定性と信頼性を確保し、クラッシュや誤動作のリスクを軽減します。
機能の向上: システムソフトウェアは、さまざまなタスクを実行するためのさまざまなツールやユーティリティを提供し、コンピュータの機能と汎用性を高めます。

システムソフトウェアのデメリット

複雑 : システムソフトウェアは複雑で、特に技術者以外のユーザーにとっては理解しにくい場合があります。
料金 : オペレーティングシステムやセキュリティソフトウェアなど、一部のシステムソフトウェアは高価な場合があります。
システムのオーバーヘッド: システムソフトウェアを使用すると、システムのオーバーヘッドが増加し、コンピュータのパフォーマンスが低下し、効率が低下する可能性があります。
脆弱性 : システムソフトウェア、特にオペレーティングシステムは、セキュリティの脅威やウイルスに対して脆弱になる可能性があり、コンピュータのセキュリティと安定性が損なわれる可能性があります。
アップグレード : システムソフトウェアの新しいバージョンへのアップグレードには時間がかかり、既存のソフトウェアやハードウェアとの互換性の問題が発生する可能性があります。
限られたカスタマイズ性 : 一部のシステムソフトウェアではカスタマイズのオプションが限られており、ユーザーがコンピューティングエクスペリエンスをパーソナライズすることが困難になっている場合があります。
依存 : 他のソフトウェアプログラムやデバイスはシステムソフトウェアに依存している可能性があるため、他のシステムを中断せずに交換またはアップグレードすることが困難になります。

システムソフトウェアとアプリケーションソフトウェアの違い

ソフトウェアとアプリケーションソフトウェアの主な違いは次のとおりです

システムソフトウェア	アプリケーションソフトウェア
システムソフトウェアはシステムリソースを維持し、アプリケーションソフトウェアを実行するためのパスを提供します。	アプリケーションソフトウェアは特定のタスク用に構築されます。
システムソフトウェアの作成には低レベル言語が使用されます。	一方、アプリケーションソフトウェアの作成には高級言語が使用されます。
汎用ソフトです。	それは特定の目的のソフトウェアですが。
システムソフトウェアがなければ、システムは停止し、実行できません。	アプリケーションソフトウェアなしでもシステムは常に動作します。
システムソフトウェアは、システムの電源がオンになると実行され、システムの電源がオフになると停止します。	アプリケーションソフトウェアはユーザーの要求に従って動作します。
例：システムソフトウェアはオペレーティングシステムなどです。	例：アプリケーションソフトはPhotoshop、VLCプレーヤーなどです。

システムソフトウェア – よくある質問

1. オペレーティングシステムはどのようにハードウェアデバイスと通信しますか?

オペレーティングシステムは、デバイスドライバーを使用してハードウェアデバイスと通信します。デバイスドライバーはシステムソフトウェアの一種です。
バイナリからbcdへ

2. リソース管理におけるシステムソフトウェアの用途は何ですか?

システムソフトウェアは、メモリ、CPU 使用率、ストレージなどのコンピュータリソースを管理し、その使用率を最適化し、システムが効率的に動作するようにします。

3. システムソフトウェアの例は何ですか?

システムソフトウェアには、ユーティリティ、オペレーティングシステム、コンパイラ、デバッガなど、コンピュータハードウェアと同様の機能レベルにある複数のアプリケーションが含まれます。

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