Aufgrund unterschiedlicher Anforderungen an die Datenverarbeitung können verschiedene leistungsfähige Betriebssysteme in einem Informationssystem eingesetzt werden. Am Beispiel von MS-DOS, OS/2 und Unix soll aufgezeigt werden, daß auf dem Markt konkurrierende Systeme durchaus in dem Informationssystem eines Unternehmens harmonieren können.

Die traditionellen lnformationssysteme basieren auf einer zentralen geschlossenen Struktur mit aufwendigen Großrechenanlagen. Die zentrale Datenhaltung und -speicherung gewährleistet Datenintegrität und -sicherheit. Standard-Software kann unternehmensweit eingesetzt werden.

Problematisch und unwirtschaftlich ist in einem solchen System die Bearbeitung spezieller Aufgaben. Weiterhin sind die Antwortzeiten der Standardanwendungen bei Spitzenbelastungen des zentralen Systems sehr hoch und bei Ausfall des Zentralrechners ist keine DV-Leistung an den Arbeitsplätzen vorhanden.

Mit dem Einsatz kleinerer Arbeitsplatzrechner können diese Nachteile einer zentralen DV behoben werden. Arbeitsplatzrechner sind flexibler, wirtschaftlicher und von der Bedieneroberfläche her komfortabler.

Jedoch gestaltet sich der Informationsaustausch zwischen diesen Systemen sehr umständlich, vor allem wenn Daten zwischen Rechnern verschiedener Hersteller mit unterschiedlichen Betriebssystemen ausgetauscht werden müssen. Darüber hinaus wird durch die dezentrale Organisation der Rechnerwelt die Konsistenz der Informationen in einem Unternehmen gefährdet.

Damit die Vorteile beider Welten genutzt und ihre Nachteile vermieden werden, geht man heute den Weg einer verteilten Datenverarbeitung, das heißt die Verbindung aller Rechner in einem Unternehmen und die gleichzeitige lntegration der von den unterschiedlichen Anwendungen benötigten Daten, die eindeutig definiert und verteilt gespeichert sind.

Um den steigenden Anforderungen an die Kommunikation, die Verwaltung von Daten und die Benutzeroberfläche standhalten zu können, wurden die Fähigkeiten existierender Betriebssysteme erweitert und neue Betriebssysteme entwickelt.

Das heutige Informationssystem eines Unternehmens ist gekennzeichnet durch eine Verteilung der Ressourcen der Anwendungen und der unternehmensweit eindeutig definierten Daten. Diese Verteilungen sind im die Bedürfnisse des Unternehmens anzupassen.

Eine Grobstrukturierung des Informationssystems kann nach H. P. Boell (1) folgendermaßen durchgeführt werden:

Ebene 1: unternehmensweite zentrale Dienste; sie beinhalte alle zentralen Anwendungen, die unternehmensweit angeboten werden.

Ebene 2: betriebsstättenweite zentrale Dienste; für einzelne geographisch oder organisatorisch externe Betriebsstätten können abteilungsweite Dienste von einer zweiten Ebene organisiert werden.

Ebene 3: dezentrale Dienste für Arbeitsgruppen; kleine, definierte organisatorische Einheiten können File- beziehungsweise Druckerserver sowie Rechner für den Lastenverbund einsetzen.

Ebene 4: Arbeitsplatzdienste; arbeitsplatzabhängiger Einsatz von Terminal-Systemen (Fixed-Function) oder Personalrechnern oder Workstations (Multi-Function) wobei arbeitsplatzspezifische Systeme mit unterschiedlicher Ausstattung berücksichtigt werden müssen.

Die Elemente der Informationsverarbeitung bestehen aus den Basiskomponenten: Hardware, Betriebs-, Kommunikations- und Datenhaltungssystem sowie den unternehmensspezifischen Anwendungslösungen als Erweiterungskomponenten. (Tabelle 1)

Betrachtet man in diesem Zusammenhang die Betriebssysteme so wird ersichtlich, welche zentrale Stellung sie in der jeweiligen Ebene einnehmen. Sie besitzen Schnittstellen zu allen anderen Grundbausteinen und bestimmen aus diesem Grund in erheblichem Maße den Funktionsumfang und die Leistungsfähigkeit der Informationsverarbeitung.

Auswahl von informationstechnischen Lösungen

Prinzipiell lassen sich zwei unterschiedliche Wege bei der Auswahl informationstechnischer Lösungen beschreiten:

1. Die Hardware und das Betriebssystem werden vorgegeben und man sucht eine für das gestellte Problem möglichst geeignete Anwendungslösung.

2. Man sucht zunächst eine optimale Anwendung zur Lösung des vorgegebenen Problems und nimmt die Hardware und das Betriebssystem auf dem die Anwendung implementiert wurde.

Nach F. J. Kauffels (2) ergibt ein starres Festhalten an der einen oder anderen Vorgehensweise bestenfalls immer nur die zweitbeste Lösung.

Im allgemeinen wird man für Anwendungen, die unternehmens- oder betriebsstättenweit angeboten werden sollen, den ersten Weg beschreiten. Dies ergibt oft schon die Notwendigkeit, daß bisher getätigte Investitionen in den Basiskomponenten der Ebenen 1 und 2 eines Informationssystems geschützt werden müssen. Hardware und Betriebssystem dieser Ebenen sind häufig durch Entscheidungen festgelegt, die länger zurückliegen. Nur in wenigen Fällen werden völlig neue Systeme eingeführt.

Die meisten Unternehme stehen erst am Beginn, der Realisierung eines verteilten Informationssystems und der erforderlichen Integration von Anwendungslösungen aller Ebenen. Häufig werden terminalsysteme des zentralen Host-Rechners teilweise durch Arbeitsgruppen- oder Arbteitsplatzrechner ersetzt. Daher kann für die Auswahl von Anwendungen der dritten und vierten Ebenen in vielen Fällen der zweite Weg beschritten werden.

Aus Gründen der Organisation, der Wartung und des Operating sollte jedoch die Vielfalt der Auswahl von Systemen innerhalb eines Unternehmens beschränkt sein.

Dieses Kapitel beschreibt zunächst allgemeine Aufgaben und Komponenten von Betriebssystemen sowie die leistungsmäßige Klassifizierung mit einer anschließenden Orientierung in dem Informationssystem.

Aufgrund der aktuellen Diskussion um MS-DOS, OS/2 und Unix wird anhand dieser Beispiele gezeigt, daß unterschiedlich leistungsfähige Betriebssysteme wirtschaftlich und Sinnvoll in einem Informationssystem integriert werden können.

Das Betriebssystem (3) ist eine zusammenfassende Bezeichnung für alle Programme, die

- die Ausführung von Anwendungsprogrammen,

- die Verteilung von Betriebsmitteln (Prozessor, Hauptspeicher, I/O-Geräte etc.) auf die Anwendungsprogramme und

- die Aufrechterhaltung de Betriebsart (Batch oder Dialog) steuern und überwachen

Es besteht aus

- Organisationsprogrammen zur Speicher-, Prozessor- und Geräteverwaltung sowie für die Kommunikation zwischen laufenden Programmen;

- Übersetzungsprogrammen wie Interpreter und Compiler;

- Dienstprogrammen, zum Beispiel für die Verwaltung von Dateien, Editor, Lader, Linker, Debugger.

Ein Betriebssystem wird als offenes System bezeichnet, wenn alle Funktionen der Kommunikationsebene, I/O-Kanäle, Speicher- und Peripherie-Einheiten exakt spezifiziert und diese Spezifikationen öffentlich zugänglich sind. Ansonsten werden sie geschlossen oder proprietär genannt.

Je nach ihrer Leistungsfähigkeit können Betriebssysteme in verschiedene Kategorien unterteilt werden:

1. Single-User/Single-Tasking (SUST)

Zu einer Zeit hat nur ein Benutzer Zugang zum Rechner, er kann lediglich ein Programm bearbeiten.

2. Single-User/Multi-Tasking (SUMT)

Zeitgleich kann ein Benutzer mehrere Programme bearbeiten.

2.1. Pseudo Multi-Tasking: Der Anwender springt zwischen verschiedenen Programme, die nicht beendet wurden.

2.2. Echtes Multi-Tasking: Mehrere Programme werden zeitgleich ausgeführt; der Prozessor bearbeitet abwechselnd in vorgegebenen Zeitintervallen die Programme.

3. Multi-User/Multi-Tasking (MUMT)

Zeitgleich können mehrere Benutzer über verschiedene Datenendgeräte an einem Rechner arbeiten.

3.1. Teilhaber-Prinzip: Mehrere Anwender benutzen dasselbe Programm, das jedoch für die Benutzer unabhängig und zeitverschoben abläuft.

3.2 Teilnehmer-Prinzip: Mehrere Anwender benutzen unterschiedliche Programme von verschiedenen Datenendgeräten aus (sogenanntes Timesharing). Diese Betriebssysteme entfalten ihre eigentliche Stärke, wenn unterschiedliche Programme auf den gleichen Datenbestand zugreifen. Innerhalb des Informationssystems eines Unternehmens kann jede Kategorie von Betriebssystemen bestimmten Ebenen zugeordnet werden (Tabelle 2).

Zwei alternative Organisationsformen

In den Ebenen 3 und 4 kann zwischen zwei alternativen Organisationsformen unterschieden werden:

1. Einsatz von Mehrplatzsystemen; das heißt es werden mehrere Terminals einer Arbeitsgruppe an einen Rechner angeschlossen; dies erfordert den Einsatz eines Multi-User/Multi-Tasking Betriebssystems.

2. Einsatz von PC-Netzwerken; das heißt ein zentraler Server Rechner der in der dritten Ebene anzusiedeln ist versorgt intelligente Rechner der vierten Ebene; hier genügt der Einsatz eines Single-User/Multi-Tasking-Betriebssystems.

Die hier aufgeführte Orientierung verschiedener Betriebssystemkategorien zeigt daß schon allein aus wirtschaftlichen Gründen der Einsatz unterschiedlich leistungsfähiger Betriebssysteme sinnvoll ist.

Wie schon in Kapitel 1.3. erwähnt, werden Basiskomponenten der oberen Ebenen 1 uns 2 eines Informationssystems nicht häufig geändert. Noch seltener ist der Wechsel auf das System eines anderen Herstellers, damit bisher getätigte Investitionen in die Datenverarbeitung gesichert werden.

Grundlegende Modifikationen und Wechsel von Systemen werden wesentlich häufiger in den Ebenen 3 und 4 vollzogen.

Die weiteren Ausführungen betrachten aus diesem Grund nur die Ebenen 3 beziehungsweise 4 und Orientieren sich an der aktuellen Diskussion um den Einsatz von MS/PC-DOS, OS/2 und Unix.

Es soll gezeigt werden daß gerade aufgrund ihrer unterschiedlichen Konzeption und Leistungsfähigkeit für jedes der genannten Betriebssysteme ein entsprechendes Einsatzgebiet in dem Informationssystem eine Unternehmens existieren kann.

Zunächst werden die Merkmale von MS/PC -DOS OS/2 und Unix vorgestellt, um daraus entsprechende Einsatzgebiete Ableiten zu können.

Rückblick auf MS/PC-DOS fördert das Verständnis

DOS wurde speziell als Single-User/Multi-Tasking-Betriebssystem für die Intel-Prozessoren 8086/8088 des IBM-PC entwickelt, der im August 1981 mit einem 8088-Prozessor, 64 KB Hauptspeicher (RAM), einem Diskettenlaufwerk und einem einfarbigen Monitor auf den Markt kam.

Sowohl der 8088, als auch sein Vorgänger, der Intel 8086, sind in der Lage mit einem 20-Bit-Adreßbus maximal 1 MB zu adressieren, davon sind 384 KB reserviert für die Steuerung des Bildschirmes und der Festplatte sowie für den ROM-Speicher, in dem sich der Basissystem-Speicher (BlOS) und ein Interpreter für die Programmiersprache Basic befindet. Für den Arbeitsspeicher (RAM) Stehen damit 640 KB zur Verfügung, von denen nochmals zirka 50 KB das Betriebssystem DOS benötigt.

MS-DOS wurde von Microsoft entwickelt, von IBM übernommen und von ihr unter dem Namen PC-DOS vertrieben.

Mit der Version 1.0 die weitgehend kompatibel zu dem Vorgänger-Betriebssystem CP/M der 8-Bit-Prozessoren Z80 und Intel-8080 von Digital Research war, konnten lediglich 128 KB RAM adressiert werden. Als Massenspeicher waren lediglich Disketten mit einer Kapazität von 128 KB zu verwalten.

Erst mit der völlig überarbeiteten Version 2.0, die 1983 mit dem IBM-PC/XT ausgeliefert wurde, konnte auf Festplatten zugegriffen werden.

Ab August 1986 ist der Intel 80286-Prozessor im IBM-PC/AT verfügbar, der mit einem 24-Bit-Adreßbus ausgestattet Wurde und somit eine direkte Adressierung von 16 MB im sogenannten Protected-Mode erlaubt. Da damit jedoch die Kompatibilität zu den 8086/8088-Prozessoren nicht mehr gegeben war, wurde von vorne herein im 80286 der Real-Mode implementiert, in dem die 8086/8088er emuliert werden, das heißt nur eine 20-Bit-Adressierung möglich ist.

Die Version 3.0 von MS/PC-DOS wurde mit dem IBM-PC/AT ausgeliefert und unterstützt nur den Real-Mode des 80286-Prozessors. Die Vielzahl von Programmen, die bis zu dieser Zeit für die 8086/8088 geschrieben wurden, blieben auf dem PC/AT ablauffähig.

Die Version 3.1 brachte im November 1984 die Möglichkeit, einen PC im Netzwerk betreiben zu können; die Version 3.2. unterstützte die Formatierung von 3?-Zoll-Disketten und enthielt Formatierungsfunktionen für Geräte- und Einheitentreiber. In der Mitte des Jahres 1987 folgte die Version 3.3, die im wesentlichen eine Unterstützung von IBM-PS/2-Modellen brachte.

Mit der Version 4,0 sollte MS/PC-DOS multitaskingfähig werden. Dieses Multi-Tasking beschränkte sich jedoch nur auf den Real-Mode. Programme, die dieses Feature nutzen wollten, mußten direkt auf MS/PC-DOS 4.0 zugeschnitten sein. Diese Möglichkeit des Multi-Tasking wurde aufgrund der 640-KB-Grenze von den meisten Software-Herstellern nicht beachtet.

Die immer aufwendigeren Benutzeroberflächen, die ein Pseudo-Multi-Tasking ermöglichten und auch ungeübten Anwendern den Umgang mit dem Computer ermöglichen sollten, sowie die meisten Standard-Programme selbst, benötigten immer größere Hauptspeicher-Kapazitäten. Es wurden Verfahren entwickelt um RAM-Bereiche

bis 16 MB adressieren zu können: das Extended-Memory- und das Expanded-Memory-

Verfahren (sie werden aufgrund ihrer Namensähnlichkeit häufig verwechselt).

Das Extended-Memory-Verfahren nutzt den Protected-Mode des 80286-Prozessors und ermöglicht damit eine direkte Adressierbarkeit von 16 MB. Jedoch sind Programme, die dieses Verfahren unterstützen, auf 8086/8088-Prozessoren nicht mehr lauffähig. Aus Kompatibilitätsgründen wurden nur wenige Software-Produkte entwickelt, die dieses Verfahren unterstützen.

Das Expanded-Memory-Verfahren kann auf allen Intel-Prozessoren (siehe Tabelle) eingesetzt werden; es verwendet den Real-Mode und eine indirekte Adressierung des RAMs im Bereich von 1MB bis 16 MB. Nicht alle Software-Produkte unterstützen bis heute dieses Verfahren, und die eigentliche Leistungsfähigkeit der 80286/386/486-Prozessoren wird nicht erreicht.

Ein sogenanntes Pseudo-Multi-Tasking kann durch MS-D0S-Extender auf 80286- und 80386-Prozessoren ermöglicht werden. Diese Extender bieten dem Endanwender eine komfortable Benutzeroberfläche Problematisch ist jedoch, daß nicht alle Software-Produkte unter diesen Extendern ablauffähig sind, sondern ein eigenes Menu-System einsetzen. Darüber hinaus wird nach wie vor nicht die Leistungsfähigkeit der 80286/ 386/486-Prozessoren erzielt (Tabelle 3).

Die Nachteile in der Begrenzung des Hauptspeichers und der zu geringen Auslastung der jüngeren Intel-Prozessoren gleicht MS/PC-DOS jedoch durch die Verfügbarkeit einer Vielzahl von kostengünstigen Software-Produkten, die einfache Handhabbarkeit und durch eine von anderen Betriebssystemen nie erreichte Verbreitung aus (1988 waren 94 Prozent der PC-Betriebssysteme im professionellen Bereich in der BRD MS-DOS-Versionen). Hinzu kommt, daß die meisten Anwendungen in der individuellen Datenverarbeitung mit den auferlegten Beschränkungen auskommen MS/PC-DOS wird auch in der Zukunft für viele Anwendungen auf Arbeitsplatz-Rechnern die wirtschaftlichste Alternative sein.

MS/PC-DOS wird zwar nur von Microsoft und IBM weiterentwickelt, kann aber aufgrund der freizügigen Lizenzierungspolitik, die MS-DOS allen Hardware und Software-Herstellern zugänglich macht, als "quasi-offenes" Betriebssystem eingestuft werden (5).

Anmerkung: Für Januar 1991 wurde MS-DOS 5.0 angekündigt, das mehr Speicherplatz innerhalb der 640 KB-Grenze zur Verfügung stellt; es soll sich mit 15 KB RAM begnügen. Darüber hinaus soll eine Benutzeroberfläche ähnlich dem von MS-Windows verwendet und der Quick-Basic-Interpreter mitgeliefert werden (4).

Die OS/2-Geschichte auf einen Blick

Das Betriebssystem OS/2 wurde 1987 von MicroSoft als Single-User/Multi-Tasking-Betriebssystem für die Intel 80286-Prozessoren auf den Markt gebracht (IBM vertrieb es zu dieser Zeit noch unter dem Namen BS/2) und kann ebenso auf den 80386/486-Prozessoren eingesetzt werden. Es ist der direkte Nachfolger des unbekannten Betriebssystems PILOT (2).

Im Jahr 1988 existierten 65 000 Kopien, 1989 124 000 Kopien und für das Jahr 1990 wurden von der IDC 800 000 eingesetzte OS/2-Systeme vorausgesagt (5). Daß dieser Boom ausblieb, liegt sicherlich daran, daß zur Zeit zu wenige unter OS/2 ablauffähige Anwendungen verfügbar sind und OS/2 ungefähr das Sechsfache einer MS-DOS-Version kostet.

Hinzu kam, daß MS-Windows ein Pseudo-Multi-Tasking unter MS-DOS ermöglichte, und damit dem steigenden Absatz von OS/2 einigen Wind aus den Segeln nahm. Darüber hinaus ist bekannt, daß gerade Betriebssysteme eine sehr lange Innovationszeit besitzen.

Für Betrieb von OS/2 höhere HW-Anforderungen

OS/2 kennt die 640-KB-Grenze von MS-DOS nicht mehr, sondern kann bis zu 16 MB Hauptspeicher direkt adressieren. Neben einer sehr komfortablen Benutzeroberfläche (Presentation Manager), dem Integrierten Datenbank- und Kommunikationsmanager, ist in OS/2 die Hintergrundverarbeitung möglich (6).

Die Versionen der Standard Edition (SE) 1.1 und 1.2, der Extended Edition (EE) 1.1 und 1.2 emulieren den Protected-Mode des 80286-Prozessors und sind damit nicht auf 8086/8088-Prozessoren einsetzbar. Mit der Freigabe der Microsoft-OS/2-Version 2.0 - vermutlich noch im Jahr 1990 - wäre eine Native-Implementierung für den 80386-Prozessor mit einer 32-Bit-Adressierung verfügbar, so daß erstmals von MicroSoft ein Betriebssystem vertrieben wird, das die volle Leistungsfähigkeit dieser Prozessoren ausnutzt.

Nach der IDC-Studie (5) sind für einen Betrieb von OS/2 höhere Hardware-Anforderungen zu stellen: CPU Intel 80386SX, 80386 oder 80486, Hauptspeicher 2 bis 4 MByte und eine Festplattenspeicher-Kapazität von 40 MByte.

Durch die Positionierung von OS/2 in das strategische Konzept SAA der IBM dürfte OS/2 vor allem für Anwender interessant sein, die sich in der IBM-Welt bewegen und zukünftig eine integrierte Datenverarbeitung anstreben.

Auch für OS/2 kann, wie für MS-DOS, die Aussage getroffen werden, daß es aufgrund der großzügigen Lizenzierungspolitik von Microsoft zumindest als "quasi-offenes" Betriebssystem einzustufen ist Problematisch ist jedoch, daß die Versionen von OS/2 für den Rechner, auf dem es eingesetzt wird, vom Hersteller oder Vertreiber angepaßt werden muß. Damit ist der Einsatz auf "no-name"-PCs auch in Zukunft nicht wahrscheinlich.

wird fortgesetzt