Scopri come C e C++ continuano a costituire il nucleo di sistemi operativi, database e motori di gioco—grazie a controllo della memoria, velocità e accesso a basso livello.

“Sotto il cofano” è tutto ciò da cui dipende la tua app ma che raramente tocchi direttamente: kernel dei sistemi operativi, driver di dispositivo, motori di archiviazione dei database, stack di rete, runtime e librerie critiche per le prestazioni.
Al contrario, ciò che molti sviluppatori applicativi vedono quotidianamente è la superficie: framework, API, runtime gestiti, gestori di pacchetti e servizi cloud. Quegli strati sono costruiti per essere sicuri e produttivi—anche quando nascondono intenzionalmente la complessità.
Alcuni componenti software hanno requisiti difficili da soddisfare senza controllo diretto:
C e C++ sono ancora comuni qui perché compilano in codice nativo con sovraccarico minimo a runtime e danno agli ingegneri un controllo granulare sulla memoria e sulle chiamate di sistema.
A un livello alto, troverai C e C++ che alimentano:
Questo articolo si concentra sulla meccanica: cosa fanno questi componenti “dietro le quinte”, perché traggono vantaggio dal codice nativo e quali compromessi comporta quel potere.
Non affermerà che C/C++ siano la scelta migliore per ogni progetto, né diventerà una guerra tra linguaggi. L'obiettivo è una comprensione pratica di dove questi linguaggi mantengono il loro valore—e perché gli stack software moderni continuano a costruirsi su di essi.
C e C++ sono ampiamente usati per il software di sistema perché permettono programmi “vicini al metallo”: piccoli, veloci e strettamente integrati con OS e hardware.
Quando il codice in C/C++ viene compilato, diventa istruzioni macchina che la CPU può eseguire direttamente. Non c'è un runtime obbligatorio che traduce le istruzioni mentre il programma gira.
Questo è importante per i componenti infrastrutturali—kernel, motori di database, motori di gioco—dove anche piccoli sovraccarichi possono sommarsi sotto carico.
Il software di sistema ha spesso bisogno di tempistiche coerenti, non solo di una buona velocità media. Per esempio:
C/C++ offrono controllo sull'uso della CPU, sul layout della memoria e sulle strutture dati, il che aiuta gli ingegneri a mirare a prestazioni prevedibili.
I puntatori permettono di lavorare con indirizzi di memoria direttamente. Questa potenza può sembrare intimidatoria, ma sblocca capacità che molti linguaggi di alto livello astraggono via:
Usato con cura, questo livello di controllo può offrire guadagni di efficienza significativi.
La stessa libertà è anche il rischio. I compromessi comuni includono:
Un approccio comune è mantenere il nucleo critico per le performance in C/C++, poi circondarlo con linguaggi più sicuri per le funzionalità di prodotto e l'UX.
Il kernel del sistema operativo si trova più vicino all'hardware. Quando il tuo laptop si risveglia, il browser si apre o un programma richiede più RAM, il kernel coordina quelle richieste e decide cosa fare dopo.
A livello pratico, i kernel gestiscono alcuni compiti chiave:
Poiché queste responsabilità sono al centro del sistema, il codice del kernel è sia sensibile alle prestazioni sia alla correttezza.
Gli sviluppatori del kernel hanno bisogno di controllo preciso su:
C resta un linguaggio comune per i kernel perché mappa chiaramente ai concetti a livello macchina, rimanendo leggibile e portabile tra architetture. Molti kernel si appoggiano anche all'assembly per le parti più piccole e specifiche dell'hardware, con C che svolge la maggior parte del lavoro.
C++ può comparire nei kernel, ma di solito in uno stile ristretto (feature runtime limitate, politiche di eccezioni attente e regole severe sulle allocazioni). Dove è usato, serve tipicamente a migliorare l'astrazione senza rinunciare al controllo.
Anche quando il kernel è conservativo, molti componenti adiacenti sono in C/C++:
Per saperne di più su come i driver collegano software e hardware, vedere /blog/device-drivers-and-hardware-access.
I driver di dispositivo traducono tra un sistema operativo e l'hardware fisico—schede di rete, GPU, controller SSD, dispositivi audio e altro. Quando premi “play”, copi un file o ti connetti al Wi‑Fi, un driver è spesso il primo codice che deve rispondere.
Poiché i driver sono sul percorso critico per l'I/O, sono estremamente sensibili alle prestazioni. Qualche microsecondo in più per pacchetto o per richiesta disco può sommarsi rapidamente su sistemi molto occupati. C e C++ restano comuni qui perché possono chiamare direttamente le API del kernel, controllare il layout della memoria con precisione ed eseguire con sovraccarico minimo.
L'hardware non aspetta educatamente il suo turno. I dispositivi segnalano la CPU tramite interrupt—notifiche urgenti che qualcosa è accaduto (è arrivato un pacchetto, un trasferimento è terminato). Il codice del driver deve gestire questi eventi rapidamente e correttamente, spesso sotto vincoli stretti di tempo e threading.
Per alte prestazioni, i driver si affidano anche al DMA (Direct Memory Access), dove i dispositivi leggono/scrivono la memoria di sistema senza che la CPU copi ogni byte. Configurare il DMA tipicamente comporta:
Questi compiti richiedono interfacce a basso livello: registri mappati in memoria, flag di bit e ordinamento attento di letture/scritture. C/C++ rendono pratico esprimere questa logica “vicina al metallo” pur rimanendo portabili tra compilatori e piattaforme.
A differenza di una app normale, un bug in un driver può bloccare l'intero sistema, corrompere dati o aprire falle di sicurezza. Questo rischio plasma come il codice driver viene scritto e revisionato.
I team riducono il pericolo usando standard di codifica rigorosi, controlli difensivi e revisioni a strati. Pratiche comuni includono limitare l'uso pericoloso dei puntatori, validare input da hardware/firmware e far girare analisi statica nella CI.
La gestione della memoria è uno dei principali motivi per cui C e C++ dominano ancora parti di sistemi operativi, database e motori di gioco. È anche uno dei posti più facili in cui creare bug sottili.
A livello pratico, la gestione della memoria include:
In C questo è spesso esplicito (malloc/free). In C++ può essere esplicito (new/delete) o incapsulato in pattern più sicuri.
Nei componenti critici per le prestazioni, il controllo manuale può essere una caratteristica:
Questo conta quando un database deve mantenere una latenza costante o un motore di gioco deve rispettare il budget per frame.
La stessa libertà crea problemi classici:
Questi bug possono essere sottili perché il programma può “sembrare a posto” finché un carico di lavoro specifico non scatena il guasto.
Il C++ moderno riduce il rischio senza rinunciare al controllo:
std::unique_ptr e std::shared_ptr) rendono esplicita la proprietà e prevengono molte perdite.Usati bene, questi strumenti mantengono C/C++ veloci riducendo la probabilità che bug di memoria raggiungano la produzione.
Le CPU moderne non stanno migliorando drasticamente la velocità per core—stanno aggiungendo più core. Questo sposta la domanda di prestazioni da “Quanto velocemente è il mio codice?” a “Quanto bene il mio codice può girare in parallelo senza ostacolarsi?”. C e C++ sono popolari qui perché permettono controllo a basso livello su threading, sincronizzazione e comportamento della memoria con pochissimo overhead.
Un thread è l'unità con cui il tuo programma svolge lavoro; un core CPU è dove quel lavoro viene eseguito. Lo scheduler del sistema operativo mappa thread eseguibili sui core disponibili, facendo continui trade-off.
Dettagli minuti di schedulazione contano nel codice critico per le prestazioni: sospendere un thread al momento sbagliato può bloccare una pipeline, creare code di attesa o produrre comportamento a scatti. Per lavoro CPU-bound, mantenere i thread attivi allineati al numero di core spesso riduce il thrashing.
L'obiettivo pratico non è “non bloccare mai”. È: bloccare meno, bloccare in modo più intelligente—tenere le sezioni critiche piccole, evitare lock globali e ridurre lo stato mutabile condiviso.
Database e motori di gioco non si preoccupano solo della velocità media—contano i picchi di pausa. Un convoglio di lock, un page fault o un worker bloccato può causare micro-interruzioni percepibili, query lente che violano uno SLA o stuttering nel gameplay.
Molti sistemi ad alte prestazioni si basano su:
Questi pattern mirano a throughput costante e latenza coerente sotto pressione.
Un motore di database non si limita a “memorizzare righe”. È un ciclo serrato di lavoro CPU e I/O che gira milioni di volte al secondo, dove piccole inefficienze si sommano rapidamente. Per questo molti motori e componenti core sono ancora scritti principalmente in C o C++.
Quando invii SQL, il motore:
Ogni fase beneficia di controllo accurato sulla memoria e sul tempo CPU. C/C++ abilitano parser veloci, meno allocazioni durante la pianificazione e un percorso di esecuzione snello—spesso con strutture dati personalizzate progettate per il carico di lavoro.
Sotto lo strato SQL, il motore di storage gestisce i dettagli essenziali:
C/C++ è un buon abbinamento qui perché questi componenti dipendono da layout di memoria prevedibile e controllo diretto dei confini di I/O.
Le prestazioni moderne dipendono spesso più dalle cache CPU che dalla sola velocità della CPU. Con C/C++, gli sviluppatori possono impacchettare i campi usati di frequente insieme, memorizzare colonne in array contigui e minimizzare l'inseguimento di puntatori—pattern che mantengono i dati vicini alla CPU e riducono gli stall.
Anche nei database dominati da C/C++, linguaggi di livello più alto spesso alimentano tool di admin, backup, monitoring, migrazioni e orchestrazione. Il core critico per le prestazioni resta nativo; l'ecosistema circostante privilegia velocità di iterazione e usabilità.
I database sembrano istantanei perché lavorano duramente per evitare il disco. Anche su SSD veloci, leggere dallo storage è ordini di grandezza più lento che leggere dalla RAM. Un motore di database scritto in C o C++ può controllare ogni passo di quell'attesa—e spesso evitarla.
Pensa ai dati su disco come a scatole in un magazzino. Recuperare una scatola (lettura da disco) richiede tempo, quindi tieni gli oggetti più usati sulla scrivania (RAM).
Molti database gestiscono il proprio buffer pool per prevedere cosa deve rimanere caldo ed evitare di competere con l'OS per la memoria.
Lo storage non è solo lento; è anche imprevedibile. Spike di latenza, code e accesso casuale aggiungono ritardi. Il caching mitiga questo:
C/C++ permette ai motori di database di ottimizzare dettagli che contano ad alto throughput: letture allineate, direct I/O vs buffered I/O, politiche di espulsione personalizzate e layout in memoria studiati per indici e buffer di log. Queste scelte possono ridurre copie, evitare contesa e mantenere le cache CPU alimentate con dati utili.
Il caching riduce l'I/O, ma aumenta il lavoro della CPU. Decomprimere pagine, calcolare checksum, cifrare log e validare record possono diventare colli di bottiglia. Poiché C e C++ offrono controllo sui pattern di accesso alla memoria e cicli favorevoli a SIMD, vengono spesso usati per spremere più lavoro da ogni core.
I motori di gioco operano sotto aspettative in tempo reale: il giocatore muove la camera, preme un pulsante e il mondo deve rispondere immediatamente. Questo si misura in tempo per frame, non in throughput medio.
A 60 FPS hai circa 16,7 ms per produrre un frame: simulazione, animazione, fisica, mixing audio, culling, invio del rendering e spesso streaming di asset. A 120 FPS il budget scende a 8,3 ms. Superare il budget viene percepito come stutter, input lag o pacing incoerente.
Questo è il motivo per cui la programmazione in C e la programmazione in C++ restano comuni nei core dei motori: prestazioni prevedibili, basso overhead e controllo fine sulla memoria e l'uso della CPU.
La maggior parte dei motori usa codice nativo per i compiti pesanti:
Questi sistemi girano ogni frame, quindi piccole inefficienze si moltiplicano rapidamente.
Molte prestazioni nei giochi derivano da cicli serrati: iterare entità, aggiornare trasformazioni, testare collisioni, skinning dei vertici. C/C++ rende più semplice strutturare la memoria per efficienza cache (array contigui, meno allocazioni, meno indirezioni virtuali). Il layout dei dati può contare tanto quanto la scelta dell'algoritmo.
Molti studi usano linguaggi di scripting per la logica di gameplay—quest, regole UI, trigger—perché la velocità di iterazione è importante. Il core del motore tipicamente resta nativo, e gli script chiamano i sistemi C/C++ tramite binding. Un pattern comune: gli script orchestrano; C/C++ esegue le parti costose.
C e C++ non si limitano a “essere eseguiti”—vengono costruiti in binari nativi che corrispondono a una CPU e un sistema operativo specifici. Questa pipeline di build è una ragione fondamentale per cui questi linguaggi restano centrali in OS, database e motori di gioco.
Una build tipica ha alcune fasi:
La fase di linking è dove emergono molti problemi reali: simboli mancanti, versioni di librerie incompatibili o impostazioni di build incongruenti.
Una toolchain è l'insieme completo: compilatore, linker, libreria standard e strumenti di build. Per il software di sistema, la copertura piattaforma è spesso decisiva:
I team scelgono spesso C/C++ anche perché le toolchain sono mature e disponibili ovunque—da dispositivi embedded ai server.
C è spesso trattato come “adattatore universale.” Molti linguaggi possono chiamare funzioni C tramite FFI, perciò i team mettono spesso la logica critica per le prestazioni in una libreria C/C++ ed espongono una piccola API al codice di livello più alto. Per questo motivo Python, Rust, Java e altri avvolgono frequentemente componenti C/C++ esistenti invece di riscriverli.
I team C/C++ tipicamente misurano:
Il flusso è coerente: trova il collo di bottiglia, conferma con i dati, poi ottimizza il pezzo più piccolo che conta.
C e C++ sono ancora ottimi strumenti—quando costruisci software in cui contano davvero pochi millisecondi, pochi byte o un'istruzione CPU specifica. Non sono la scelta predefinita per ogni feature o team.
Scegli C/C++ quando il componente è critico per le prestazioni, ha bisogno di controllo stretto della memoria o deve integrarsi strettamente con OS o hardware.
Adatti tipici includono:
Scegli un linguaggio di livello più alto quando la priorità è sicurezza, velocità di iterazione o manutenibilità su larga scala.
Spesso è più sensato usare Rust, Go, Java, C#, Python o TypeScript quando:
Nella pratica, la maggior parte dei prodotti è mista: librerie native per il percorso critico e servizi/UI di alto livello per il resto.
Se costruisci principalmente funzionalità web, backend o mobile, spesso non devi scrivere C/C++ per beneficiarne—lo consumi tramite OS, database, runtime e dipendenze. Piattaforme come Koder.ai sfruttano questa separazione: puoi produrre rapidamente app React, backend Go + PostgreSQL o app Flutter tramite un flusso di lavoro guidato in chat, integrando componenti nativi quando serve (per esempio chiamando una libreria C/C++ esistente tramite un confine FFI). In questo modo la maggior parte della superficie di prodotto resta in codice che si itera velocemente, senza ignorare quando il codice nativo è lo strumento giusto.
Fai queste domande prima di impegnarti: