DOS

DOS
Dieser Artikel behandelt Betriebssysteme. Weitere Bedeutungen der Abkürzung DOS findet man unter Dos.

Als Disk Operating System [dɪsk ˈɒpəɹeɪtɪŋ ˈsɪstəm] (kurz DOS) werden kleine und einfache Betriebssysteme für Computer bezeichnet, deren Hauptaufgabe die Verwaltung von magnetischen Speichermedien wie Disketten und Festplatten ist. Andere Funktionen des Rechners, wie zum Beispiel Grafik, Ton, Druckersteuerung, Netzwerkfunktionalität, Speicherverwaltung, Verwaltung mehrerer Benutzer etc. werden nicht oder nur rudimentär von DOS-Betriebssystemen übernommen. Diese Zusatzaufgaben müssen stattdessen durch direkten Zugriff der Anwendungsprogramme auf die Hardware realisiert werden.

DOS-Systeme kamen bis Mitte der 1990er-Jahre auf den meisten Heimcomputern und Personal Computern zum Einsatz, danach nur noch vereinzelt. Heute sind sie veraltet, und werden durch die Funktionen modernen Betriebssysteme ersetzt, sie werden aber wegen ihrer geringen Größe, Einfachheit und relativ hohen Betriebssicherheit im Bereich eingebetteter Systeme genutzt.

Inhaltsverzeichnis

Entwicklung

Die Wurzeln der DOS-Systeme für Heimcomputer liegen in den Betriebssystemen der Mainframes.

In den 1960er-Jahren wurde von IBM das DOS/360[1] als Betriebssystem für Großrechneranlagen der Generation System/360 als Nachfolger und Weiterentwicklung des TOS („Tape Operating System“)[2] ausgeliefert. Unter DOS war es erstmals möglich, ohne IPL mehrere Programmabläufe (Batch-Jobs) quasi parallel zu verarbeiten, und damit über die rein sequenziellen Schreib-/Lese-Vorgänge des Bandlaufwerks hinauszugehen, wie für Magnetplatten-Speichermedien angemessen ist.

Ein weiterer wichtiger Schritt waren die OS/360-Systeme seit 1966, die timesharing-fähigen CP/CMS-Systeme[3] seit 1967, und Unix (AT&T) seit 1969, mit denen die Speicherungsverwaltung in ein komplexeres Betriebssystem integriert wird.

Im Laufe der 1970er-Jahre folgten dann zahlreiche weitere Disk Operating Systeme.[4]

CP/M

CP/M von Digital Research war ein in den späten 1970er und frühen 1980er Jahren sehr verbreitetes Betriebssystem für 8-Bit-CPUs. Es ist das einzig nennenswerte DOS-System für Microcomputer vor 1980. Es orientierte sich in etwa am TOPS-10 (Timesharing/Total OS) für Mainframes, ist aber einfacher aufgebaut, weil die Ansprüche an diese frühen Computer wesentlich geringer waren als an die Großrechner: Insbesondere fand die permanente Speicherarbeit nur auf Floppy Disks statt, die schon 1969 bei IBM für die /360er entwickelt wurde – Festplatten haben sich erst in den mittleren 1980ern auf dem Heimkunden-Markt etabliert. Es ist das erste plattformunabhängige Betriebssystem für diesen Markt, und hat die Technologie der Hardwareabstraktionsschicht eingeführt, welches die Dateisystemarbeit des BDOS (Basic Disk Operating System) vom hardwarenahen BIOS (Basic Input Output System) für die Gerätetreiber trennt.

Commodore DOS

Commodore DOS/CBM DOS ist das von Commodore Business Machines für den Commodore PET ab 1977 entwickelte System. Anders als seine Konkurrenzprodukte liegt es nicht im Computer, sondern im Diskettenlaufwerk selbst, und ist damit kein Computerbetriebssystem, sondern das der Speicherhardware selbst, also Firmware. Dieses DOS wurde zuerst mit den Commodore 2040/3040-Floppydrives[5] ausgeliefert, die der letzten Generation, die 1581er 3,5"[6], waren zwar ausreichend PC-kompatibel, das Konzept der Diskettencontroller-Firmware ist aber verschwunden.

Apple DOS

Apple DOS wurde Juli 1978 von Apple für die Apple II-Generation auf den Markt gebracht. Es erschien in Version 3.1, die Vorgänger waren interne Entwicklungsversionen. Vor diesen DOS war auf Apples Speicherung nur auf Audiokassetten möglich. Verbreitetste Apple-DOS-Version ist das DOS 3.3 von August 1980, 1983 wurde es durch das leistungsfähigere Apple ProDOS ersetzt, das neben den bisherigen 13-cm-(5,25-Zoll-)Disketten auch die neuen 9-cm-(3,5-Zoll-)Disketten wie auch Harddisks unterstützte. Die Apple-DOS-Systeme sind dann mit Aufkommen der 16-Bit-Architektur in den graphischen Betriebssystemen GS/OS und ab 1984 Mac OS aufgegangen.

Atari DOS

Das Atari DOS von Atari kam 1979 auf den Markt. Die Version 2.0 hatte schon einen echten speicherresidenten Betriebssystemkernel (DUP.SYS). Es wurde nach Version 4.0 public domain, und hat etliche Derivate von Seiten Dritter hervorgebracht.

PC-kompatibles DOS

Mit der Gruppe der auf dem PC im engeren Sinne (IBM-PC) lauffähigen Systeme haben sich die beiden Zweige der DOS-Systeme von Microsoft (MS-DOS) und IBM (IBM-DOS) herausgebildet.

Diese DOS-Typen wurde ursprünglich als 86-DOS/QDOS 1980 von Tim Paterson von Seattle Computer Products als CP/M-80-Derivat für Intel 8086-Prozessoren/x86-Computer (IBM-PC-kompatible Computer) geschrieben, weil die CP/M-86-Version auf sich warten ließ. Später wurde es von Microsoft gekauft. PC-DOS und MS-DOS haben darum einige wesentliche Merkmale und Systemschnittstellen (APIs) von CP/M übernommen. Dieser Umstand führte später zu rechtlichen Auseinandersetzungen von Microsoft mit dem CP/M-Hersteller Digital Research.

MS-DOS und IBM-DOS/PC-DOS

MS-DOS ist das Betriebssystem, das bei Microsoft aus einer Auftragsentwicklung für IBM hervorging und zunächst nur von IBM unter der Bezeichnung IBM-DOS für den ersten IBM PC ausgeliefert wurde. IBM-DOS 1.0 kam 1981 auf den Markt, der Name PC-DOS etablierte sich erst später als Bezeichnung für die IBM-Variante von DOS. Die erste Version von MS-DOS kam 1982 als MS-DOS 1.25 auf den Markt. Da die beiden Betriebssysteme ähnliche Versionsgeschichten aufweisen und technisch sehr eng verwandt oder gar identisch sind – was auch jahrelange Auseinandersetzungen zwischen IBM und seiner ursprünglichen Entwicklerfirma nach sich zog – ist zumeist nur von „PC-kompatibel“ bzw. „DOS-kompatibel“ die Rede. Die technische Weiterentwicklung erfolgte sowohl bei Microsoft als auch bei IBM. Ihre wichtigste Neuerung war das FAT16-Dateisystem von 1983.

Die letzte eigenständige MS-DOS-Version mit der Versionsnummer 6.22 erschien 1994. Als Bestandteil der Betriebssysteme der Windows-9x-Reihe wurde MS-DOS aber noch bis zur Version 8.0 weiterentwickelt. PC/IBM-DOS wurde bis zur Version 6.3 von 1993 kompatibel zu MS-DOS (Windows 3.x) weiterentwickelt, die aktuellen Versionen PC-DOS 7 und PC DOS 2000 sind eigenständige Entwicklungen.

DR-DOS

Als Antwort auf MS-DOS entwickelte Digital Research später DR DOS, welches sogar länger als MS-DOS weiterentwickelt wurde und zwischenzeitlich als das führende DOS galt. DR-DOS wurde mehrmals an andere Firmen weitergegeben oder verkauft, hieß zwischenzeitlich Novell DOS, und war auch eine Zeit lang als kostenloses Caldera OpenDOS mit Quelltext erhältlich. Die Weiterentwicklung ging aber bereits seit Mitte der 1990er nicht mehr schnell voran.

DR-DOS wird nun von DeviceLogics für den Einsatz in eingebetteten Systemen vertrieben. DR DOS 3.31 (1988) bis 6.0 (1992) basierte (mit neu geschriebenem IBM-PC-kompatiblem DOS-BIOS, dafür aber ohne Multitasking oder Ausführbarkeit von CP/M-Programmen) auf Digital Researchs DOS Plus 1.0 bis 2.1 (1985 bis 1986), einer Single-User-Variante von Digital Researchs Concurrent PC DOS 4.0 bzw. 5.0, die wiederum auf Concurrent DOS 3.2 (mit DOS-Emulator) und damit auf Concurrent CP/M-86 3.0 und CP/M-86 3.0 (1981) zurückgehen.

Die Entwicklung von DR-DOS endete endgültig, als 2005 die Version 8.10 von der einige Monate zuvor gegründeten DRDOS, Inc. zum Verkauf freigegeben wurde. Die Version verstieß – wie bereits DR-DOS 8.00, aber in größerem Ausmaß – gegen mehrere Freeware- oder Open-Source-Lizenzen (unter anderem die GNU GPL), da mehrere Programme und verschiedener Quelltext ohne Hinweis auf die Urheber integriert wurden und das Produkt trotz anders lautender Lizenzen kommerziell vertrieben wurde. Zudem waren die Versionen 8.00 und 8.10 nicht etwa eine Weiterentwicklung der zuvor erschienenen Version 7.03, sondern der eigentlich veralteten Version 7.01.

Die einzige Entwicklung erhält momentan das vergleichsweise geradezu „neue“ Enhanced DR-DOS von Udo Kuhnt, das von selbigem aus dem offenen Quelltext von Caldera OpenDOS weiterentwickelt wird. EDR-DOS wird allerdings nicht hauptsächlich zur kommerziellen Vermarktung geschrieben, sondern als Freeware, allerdings nur für private Benutzung. Im Gegensatz zu FreeDOS ist es weniger auf Kompatibilität zu MS-DOS als auf Weiterentwicklung des DOS an sich ausgelegt.

FreeDOS

Das FreeDOS-Projekt ist entstanden, um den Fortbestand und die Weiterentwicklung des DOS-Betriebssystems zu gewährleisten. Es wurde ins Leben gerufen, als Microsoft 1994 verkündete, MS-DOS in Zukunft nicht weiterzuentwickeln und die Kunden-Unterstützung einzustellen. 2006 erschien FreeDOS erstmals mit Versionsnummer 1.x (bis auf weiteres noch lediglich 1.0). FreeDOS verfolgt momentan primär das Ziel, eine annähernd hundertprozentige Kompatibilität zu den letzten MS-DOS-Versionen zu erlangen, allerdings gibt es auch hier bereits einige grundlegende Verbesserungen im Vergleich zum letzten MS-DOS.

Weitere MS/PC-DOS-kompatible Varianten

  • DCP : in der DDR verwendeter MS-DOS-Clone von Robotron.
  • PTS DOS : ein schnelles und kompaktes DOS aus Russland
  • RxDOS : ein vollständig reentrant programmierter DOS-Clone von Mike Podanoffsky
  • ROM DOS : Ein DOS-Clone von Datalight für Embedded Systems
  • Embedded DOS : DOS-Clone von General Software für Embedded Systems

AmigaDOS

Das AmigaDOS[7] war das DOS des Commodore Amiga und Kernkomponente von AmigaOS nach 1985. Dieses DOS beruhte auf dem Multiuser-System TRIPOS der Cambridge University und implementierte seinerzeit revolutionäre Ansätze, wie Mikrokernel-Architektur und nachladbare Gerätetreiber, wie es heute in allen modernen höheren Betriebssystemen üblich ist.

Weitere DOS-Betriebssysteme

  • In den 1970er-Jahren gab es auch auf den Rechnern HP 1000 von Hewlett-Packard ein Einzel-Benutzer-Betriebssystem (engl. Single User OS) namens DOS.
  • PalmDOS : verwendet unter anderem auf Bildschirm-Schreibmaschinen von Olivetti (nicht zu verwechseln mit dem unter dem Codenamen Merlin Anfang der 90er Jahre entwickelten DR PalmDOS, einer speziellen DR DOS-Variante für mobile Systeme wie Handhelds)
  • MSX-DOS : von Microsoft für MSX-Computer

Funktionsweise

Initialisierung über Batch-Befehle

Unter DOS werden häufig Batchdateien (deutsch auch „Stapelverarbeitungsdateien“) benutzt, um automatisch Abfolgen von Befehlen auszuführen. Da manche DOS-Systeme keine Einstellungen speichern können und diese daher nach einem Neustart verfallen, werden Batchdateien benutzt, um diese bei jedem Systemstart erneut zu setzen (zum Beispiel mittels AUTOEXEC.BAT, einer Batchdatei, die verschiedene DOS-Systeme beim Starten automatisch ausführen).

Grafische Benutzeroberflächen für DOS

Es wurden viele grafische Benutzeroberflächen (auch engl. GUI, Graphical User Interface) für MS-DOS und dazu kompatible DOS-Versionen entwickelt. Bis heute weiterentwickelte und erhältliche grafische Bedienoberflächen sind eComStation (OS/2 Warp), PC/GEOS, OpenGEM (eine freie Weiterentwicklung des originalen GEM von Digital Research) sowie die Entwicklungen um MatrixOS, Qube3P und SEAL.

Sehr alte Versionen von Microsoft Windows waren nur grafische Oberflächen für MS-DOS, Windows 95 und alle darauf basierten Nachfolger waren hingegen DOS-basierte 32-Bit-Betriebssysteme, die nur auf ihren eigenen, angepassten Versionen von MS-DOS funktionierten (MS-DOS 7, 8). Windows 3.x und alle zuvor erschienen Versionen wurden separat als Erweiterung zu MS-DOS entwickelt und auch vertrieben. In allen Versionen von Windows 95 und Windows 98 und in Windows Me war ein weiterentwickeltes MS-DOS aber immer noch integraler Bestandteil, zuletzt war es Teil des im Jahr 2000 erschienenen Windows Me. Danach wurde die Weiterentwicklung eingestellt.

Heutige Verwendung

DOS-Systeme gelten als veraltet und werden heute, sofern sie nicht eine Betriebssystemkomponente sind, praktisch nur noch auf Altsystemen, für den Betrieb alter DOS-Software in Emulatoren oder in Nischenmärkten eingesetzt.

Als Betriebssystem

DOS-Betriebssysteme werden für eingebettete Systeme verwendet,

Von OEMs werden DOS-Systeme gerne verwendet, um PCs nicht völlig ohne Betriebssystem verkaufen zu müssen, wenn sie weder Windows noch Linux installieren wollen.

Um mit neueren Betriebssystemen nicht kompatible Software weiterverwenden zu können, findet es sich als voll installiertes System auf einem PC mit mehreren Betriebssystemen (Multi-Boot-Systeme), von denen man jeweils beim Booten dann ein System wählen kann. Dieser Weg ist heute durch die Emulatoren weitgehend ersetzt.

Auch für ein BIOS- oder Firmware-Update werden diese Betriebssysteme eingesetzt. Des Weiteren verwendet man sie für bootfähige Notfall- und Reparatur-Medien, insbesondere für die Malware-Bekämpfung, weil die übliche Schadsoftware auf den DOS-Systemen nicht lauffähig ist. Hierbei stellt das DOS das Starten von Virenscannern und einfache Filearbeit zur Verfügung. Dasselbe gilt für Recovery-CDs von Image-Programmen.

DOS-Emulatoren

Hauptartikel: DOS-Emulator

OS/2, das von IBM und Microsoft ab 1987 entwickelte Betriebssystem, basierte nicht mehr auf DOS, wenn auch gewisse Eigenheiten des DOS-Systems vorhanden sind, und DOS aufwärtskompatibel im DOS emulation kernel auch als Multithreading (Multible Virtual DOS Machine, MVDM) läuft.[8] Diese damals revolutionäre Technik hat sich aber auch großer Schwachpunkt herausgestellt, weil der DOS-Modus am Bildschirm nur exklusiv lief, und alle Treiber die Umschaltung in den DOS-Modus mitmachen mussten.[9] Spätere 32-bit-Versionen ab 1991 erlaubten DOS-multitasking-Sitzungen mit eigenem Fenstermanager (Workplace Shell, Presentation Manager). Auch modernere Windows wie Windows NT, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista und alle neueren Versionen basieren auf dem Betriebssystemkern des 1991 vorgestellten 32.bit-Betriebssystems Windows NT 3.1, das damals vollkommen neu entwickelt wurde und keine „DOS-Wurzeln“ besitzt: MS/PC-DOS ist weder Bestandteil noch technische Basis dieser Betriebssysteme, wenngleich auch heute noch das Win32-Subsystem moderner Windows-Versionen die Funktionalität von MS-DOS nachbildet. Die moderneren OS/2-Versionen verfolgten denselben Weg: Die DOS-Box (Kommandozeile) läuft in diesen Systemen als Interpreter (cmd.exe, command.com), die DOS emuliert, um in DOS geschriebene Programme auszuführen: Die Funktion ist die einer Skriptsprache.

Es gibt heute DOS-Emulatoren, wie das auf verschiedenen Betriebssystemen laufende DOSBox und das Linux-Programm DOSEMU. Stattdessen können aber auch ganze PC-Emulatoren (siehe auch Virtualisierung) verwendet werden, die die Hardware eines Computers originalgetreu nachzubilden versuchen. Auf einem solchen „virtuellen Computer“ kann ein originales DOS installiert und verwendet werden.

Im Gegensatz zu virtuellen Maschinen sind spezielle DOS-Emulatoren im Allgemeinen effektiver und damit schneller und ressourcenschonender, aber auch nicht vollständig kompatibel, da insbesondere direkte Systemzugriffe wie diverse BIOS-Routinen, die abseits der DOS-API genutzt werden, sowie direkte Zugriffe auf die Hardware, etwa direkte Speicherverwaltung, nicht funktionieren. Ebenso kann es sein, dass ein PC-Emulator nicht alle Funktionen der emulierten Hardware originalgetreu zur Verfügung stellt, und somit das eine oder andere DOS-Programm fehlerhaft oder überhaupt nicht arbeitet.

Einzelnachweise

  1. vergl. DOS/360 and successors, engl. Wikipedia
  2. vergl. TOS/360, engl. Wikipedia
  3. vergl. History of CP/CMS, engl. Wikipedia
  4. vergl. Timeline of operating systems, engl. Wikipedia
  5. vergl. Commodore 4040, engl. Wikipedia
  6. vergl. Commodore 1581, engl. Wikipedia
  7. vergl. AmigaDOS, engl. Wikipedia
  8. David C. Zimmerli: Inside the OS/2 Kernel. In: EDM/2. 1998, S. VII. The DOS emulation kernel. Abgerufen am 5. April 2009. (engl.)
  9. Michal Necasek: OS/2 1.0. In: The History of OS/2. Abgerufen am 5. April 2009. (engl.)

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