АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Системное программирование

Системное программирование (англ. systems programming) — это область программирования, связанная с разработкой системного программного обеспечения. Ключевое отличие системного программирования от прикладного программирования состоит в том, что прикладное программирование создаёт программы, непосредственно предоставляющие услуги пользователю (например, текстовый процессор), в то время как целью системного программирования является создание программ и программных платформ, предоставляющих услуги другим программам, работающим в условиях ограниченных ресурсов или с особыми требованиями к производительности (например, операционные системы, приложения для вычислительной науки, игровые движки, промышленная автоматизация и приложения по модели программное обеспечение как услуга)[1].

К актуальным направлениям и подобластям системного программирования относятся разработка систем управления базами данных (СУБД), эмуляция вычислительных систем, создание отказоустойчивых вычислительных комплексов и проектирование процессоров[2].

Системное программирование требует высокого уровня понимания аппаратного обеспечения. Главной целью является эффективное использование доступных ресурсов, что особенно важно в производительно-критичных задачах или когда даже незначительное повышение эффективности ведёт к существенным экономическим или временным сбережениям.

Системное программирование играет ключевую роль в управлении современным гетерогенным оборудованием. Оно обеспечивает эффективное распределение рабочих нагрузок между специализированными процессорами: CPU отвечает за общую оркестрацию и сложную логику, GPU выполняет масштабные параллельные вычисления, а NPU обеспечивает высокопроизводительную обработку нейросетей[3].[4]

Обзор

Для системного программирования характерны следующие особенности:

  • Программист может делать предположения относительно аппаратного обеспечения и других свойств системы, на которой выполняется программа, и часто использует эти особенности, применяя, например, специфичные для оборудования эффективные алгоритмы.
  • Обычно используется низкоуровневый язык программирования или его диалект, что позволяет:
    • создавать программы для работы в условиях ограниченных ресурсов,
    • обеспечивать высокую производительность с минимальными накладными расходами на исполняемую среду, вплоть до отсутствия или минимального объёма библиотеки времени выполнения,
    • осуществлять непосредственный и «сырой» контроль за доступом к памяти и управлением потоком исполнения,
    • реализовывать части программы прямо на языке ассемблера.
  • Современные инструменты, такие как eBPF и средства ИИ-диагностики, позволяют безопасно и точно отлаживать системные программы без изменения их кода и риска нарушения работы системы[5].[6].

В системном программировании возможности языков программирования часто ограничены. Автоматический сборщик мусора применяется редко. Библиотека времени выполнения, если присутствует, существенно менее функциональна и реализует минимальную проверку ошибок, однако для повышения надёжности применяются специализированные ИИ-ассистенты (например, C Coding Assistant) и солверы для формальной верификации[7].[8]. В связи с этим часто используются мониторинг и журналирование; современные операционные системы могут содержать весьма сложные подсистемы журналирования.

Реализация ряда компонентов операционных систем и сетевых функций невозможна без системного программирования, например, при создании механизма подкачки (виртуальная память) или драйвера устройств.

В современных облачных и распределённых средах для решения системных задач активно применяется WebAssembly (WASM) в связке с униядрами (unikernels). Такое сочетание обеспечивает кроссплатформенность, высокую скорость запуска и строгую аппаратную изоляцию[9].[10].

История

Изначально системные программисты практически всегда работали на языке ассемблера. Эксперименты по поддержке системных задач в языках высокого уровня во второй половине 1960-х привели к появлению таких языков, как PL/S, BLISS, BCPL, а также расширенного ALGOL для больших компьютеров Burroughs. Язык Forth также нашёл применение в качестве системного. В 1970-х годах широкое распространение получил язык C, чему способствовал рост популярности Unix. Позднее появился подмножество языка C++ — Embedded C++, который, например, применяется в драйверах I/O Kit для macOS[11]. В 2007 году инженеры компании Google разработали язык Go для повышения продуктивности программистов при создании крупных распределённых систем. В языке реализованы такие возможности, как параллелизм, сборка мусора и быстрая компиляция, превосходящая по скорости C и C++[12]. В 2015 году был представлен язык Rust, который часто применяется в системном программировании. Rust был разработан с приоритетом обеспечения безопасности управления памятью, сохраняя производительность на уровне C и C++. В 2020-х годах важным трендом стало внедрение стандартов безопасности цепочки поставок программного обеспечения. В декабре 2024 года в Европейском союзе вступил в силу Закон о киберустойчивости (Cyber Resilience Act), сделавший юридически обязательным использование спецификации SBOM (Software Bill of Materials) для продуктов на рынке ЕС. Это привело к интеграции практик безопасности непосредственно в конвейеры CI/CD, включая автоматическую генерацию SBOM и проверку зависимостей. Для обеспечения целостности сборки и подтверждения происхождения артефактов также применяется фреймворк SLSA (Supply-chain Levels for Software Artifacts)[13].

Влияние искусственного интеллекта

В 2024–2026 годах роль искусственного интеллекта в разработке программного обеспечения кардинально изменилась: инструментарий эволюционировал от формата чат-ботов к автономным ИИ-агентам (таким как Devin, Claude Code, Cursor)[14]. Благодаря протоколу MCP (Model Context Protocol) агенты интегрируются с внешними системами и способны самостоятельно планировать и выполнять многоэтапные задачи[14][7]. Произошла масштабная автоматизация рутинных процессов: ИИ-агенты взяли на себя написание шаблонного кода, рефакторинг, создание автоматизированных тестов и документации[7]. По статистике, нейросети генерируют около 41 % всего кода, значительно ускоряя анализ кодовой базы[14].

Рабочий процесс разработчиков трансформировался: фокус сместился с ручного написания кода на управление архитектурой, бизнес-логикой и творческое решение проблем[7]. Возросла ценность опытных специалистов, для которых владение ИИ-ассистентами стало обязательным стандартом[15]. Делегируя рутину нейросетям, они концентрируются на проектировании и контроле качества[15]. В то же время порог входа для начинающих разработчиков резко вырос. Поскольку ИИ снизил технический барьер для написания базового кода, от новичков теперь требуются глубокое понимание логики и уверенное владение ИИ-инструментами[16]. Возросшая автономность ИИ также потребовала строгих правил безопасности: финальные коммиты и утверждение архитектурных решений остаются исключительно в зоне ответственности человека[14].

Внедрение искусственного интеллекта затронуло и системное программирование, включая разработку компиляторов и [[Ядро операционной системы|ядер операционных систем]. Мультиагентные ИИ-системы способны автономно проектировать компиляторы (например, для языка Си) и участвовать в сборке ядер ОС (например, Linux) с распределением ролей между агентами[17][18]. В ядра операционных систем интегрируются агенты обучения с подкреплением для планирования ресурсов процессора и памяти, а также ИИ-планировщики для интеллектуального управления нагрузкой[19][20]. На уровне ядра внедряются легковесные нейросетевые движки для мгновенного обнаружения аномалий и обеспечения безопасности[19][20]. Развиваются концепции использования больших языковых моделей в качестве самого ядра ОС (AIOS) и обеспечение прямого взаимодействия ядра с аппаратными ИИ-сопроцессорами[20][19].

В России

В 2025—2026 годах развитие системного программирования и ИТ-инфраструктуры в России характеризуется переходом к устойчивым архитектурам и глубокой системной интеграции. Происходит переход от экстренной замены зарубежных продуктов к полноценному развитию отечественного ИТ-сектора и созданию единой экосистемы программного обеспечения[21].

В области разработки наблюдается отказ от монолитных систем в пользу микросервисных архитектур, а также мультиоблачных и гибридных решений. Активно растёт рынок отечественных платформ контейнеризации (Deckhouse Kubernetes Platform, Basis Digital Energy, «Штурвал», «Платформа Боцман», Nova Container Platform), обеспечивающих гибкость и устойчивость инфраструктуры. В сфере облачных технологий приоритет отдаётся гибридным архитектурам, сочетающим локальные и облачные ресурсы, и платформенным решениям для интеграции бизнес-приложений[21].

Значительное развитие получили отечественные решения в сфере кибербезопасности. Отрасль перешла в фазу структурной зрелости и консолидации: объём рынка информационной безопасности достиг 374—420 млрд рублей, а доля отечественных решений составила 94,5 %. Ведущие облачные провайдеры активно развивают собственные средства защиты информации[22].[23]

Альтернативное значение

По историческим причинам в ряде организаций под термином «системный программист» понимается должность, правильнее обозначаемая как системный администратор. Это особенно характерно для организаций, в вычислительных ресурсах которых традиционно доминируют мэйнфреймы. Однако иногда этот термин используется и для должностей, не связанных с мэйнфреймами. Такое значение возникло потому, что администрирование мейнфреймов IBM часто требовало написания пользовательского ассемблерного кода (на языке IBM Basic Assembly Language (BAL)), взаимодействующего с операционными системами такими как OS/MVS, DOS/VSE или VM/CMS. Некоторые программные продукты IBM содержали значительный вклад кода со стороны заказчиков. Такой тип программирования стал встречаться всё реже, его вытесняет использование языка C вместо ассемблера, однако термин «системный программист» продолжает оставаться де-факто обозначением должности для сотрудников, управляющих мэйнфреймами IBM, даже если их регулярная деятельность не связана с системным программированием.

Примечания

  1. ↑ Panel: Systems Programming in 2014 and Beyond (англ.). Microsoft. Дата обращения: 26 августа 2026.
  2. ↑ Актуальные направления и подобласти системного программирования. spisok.math.spbu.ru. Дата обращения: 26 августа 2026.
  3. ↑ AI Drives the Software-Defined Heterogeneous Computing Era (англ.). Edgecortix. Дата обращения: 26 августа 2026.
  4. ↑ Neural Processing Units (NPUs): The Driving Force Behind Next-Generation AI and Computing. Unite.AI. Дата обращения: 26 августа 2026.
  5. ↑ Что такое BPF/eBPF и зачем он нужен в современном Linux. Statuser. Дата обращения: 26 августа 2026.
  6. ↑ Real-time anomaly detection: Didit eBPF. Didit. Дата обращения: 26 августа 2026.
  7. ↑ 1 2 3 4 ИИ для помощи в кодировании. Jenova.ai. Дата обращения: 26 августа 2026.
  8. ↑ Formal Verification of C Programs. avcourse.github.io. Дата обращения: 26 августа 2026.
  9. ↑ WASM Meets Unikernels: Secure and Efficient Cloud Native Deployments. FOSDEM. Дата обращения: 26 августа 2026.
  10. ↑ WASM and Unikernels: A Match Made in Cloud Native Heaven. Cloud Kernels Blog. Дата обращения: 26 августа 2026.
  11. ↑ Apple Inc. I/O Kit Device Driver Design Guidelines (англ.). developer.apple.com. Apple Inc. (14 августа 2009). Дата обращения: 26 августа 2026.
  12. ↑ Go at Google: Language Design in the Service of Software Engineering — The Go Programming Language (англ.). go.dev. Дата обращения: 26 августа 2026.
  13. ↑ Software Supply Chain Security: SBOM, SLSA, Cyber Resilience Act. es.nl (2026). Дата обращения: 26 августа 2026.
  14. ↑ 1 2 3 4 ИИ-агенты в рабочем процессе разработки. alexsinyaev.com. Дата обращения: 26 августа 2026.
  15. ↑ 1 2 Зарплата сеньоров 2026. Enigmai. Дата обращения: 26 августа 2026.
  16. ↑ Стоит ли учить программирование в 2026. Itcodik. Дата обращения: 26 августа 2026.
  17. ↑ ИИ-агенты построили ядро ОС. onff.ru. Дата обращения: 26 августа 2026.
  18. ↑ ИИ создает компилятор C и ядро Linux. itsnew.ru. Дата обращения: 26 августа 2026.
  19. ↑ 1 2 3 AI-infused Operating Systems. Compdoc Computers. Дата обращения: 26 августа 2026.
  20. ↑ 1 2 3 AI-driven operating systems. Emergent Mind. Дата обращения: 26 августа 2026.
  21. ↑ 1 2 Обзор ключевых тенденций ИТ-рынка: что ждет отрасль в 2026 году. MegaResearch. Дата обращения: 26 августа 2026.
  22. ↑ Информационная безопасность (рынок России). TAdviser. Дата обращения: 26 августа 2026.
  23. ↑ Рынок кибербезопасности в России 2026: объем, игроки, рост. Tesstech. Дата обращения: 26 августа 2026.

Литература

  • Systems Programming / Джон Дж. Донован (John J. Donovan)
  • Thompson Carter. Rust Without Fear: Systems Programming for Modern Engineers: Memory, Safety, and Zero-Cost Abstractions. — Amazon Digital Services LLC - Kdp, 2026[1].
  1. ↑ Rust Without Fear: Systems Programming for Modern Engineers. Google Books. Дата обращения: 26 августа 2026.

Категории