MS-DOS

MS-DOS, kurz für Microsoft Disk Operating System, ist Microsofts erstes Betriebssystem für x86-PCs und das Referenzsystem für PC-kompatibles DOS. Das von IBM für den IBM PC vertriebene PC DOS entspricht bis Version 6 MS-DOS der jeweils gleichen Version. Die erste Version von MS-DOS und PC DOS geht auf Tim Paterson zurück, der es ursprünglich unter dem Namen QDOS für den Intel-Prozessor 8086/8088 entwickelt hatte.

Der Erfolg von MS-DOS ist eng mit dem Erfolg der IBM-PC-Kompatiblen verknüpft. Aufgrund des „PC“-Marktes war es, gemeinsam mit dem nahezu identischen PC DOS auf „originalen“ IBM-PCs, in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren das dominierende Betriebssystem für Einzelplatzrechner.

Oft steht MS-DOS als Plattform und Spieleplattform für Programme und Computerspiele der späten 1980er und 1990er Jahre, obwohl diese auch auf anderen kompatiblen DOS-Versionen laufen. Mit Emulatoren dieser Plattform wie beispielsweise DOSBox können DOS-Programme und sog. DOS-Spiele auch auf vielen modernen (mit MS-DOS grundsätzlich inkompatiblen) Systemen weiterhin verwendet werden. Außerdem existieren binärkompatible Betriebssysteme als Disk Operating System (z. B. FreeDOS), um MS-DOS-Programme auch ohne eine Lizenz für MS-DOS auszuführen.

Entwicklungsgeschichte

Tim Patersons S-100-Karte mit Intel-8086-CPU

Die Geschichte, die letztendlich zur Entwicklung des späteren MS-DOS führte, begann bereits im Herbst 1978, als der Programmierer und Hardware-Entwickler Tim Paterson beim Unternehmen Seattle Computer Products (SCP) mit der Entwicklung einer CPU-Einsteckkarte für den damals verbreiteten S-100-Bus begann.

In der zweiten Hälfte der 1970er Jahre war der S-100-Bus eine Art Quasi-Standard zum Aufbau erweiterbarer Rechnersysteme, die damals zumeist unter dem Betriebssystem CP/M betrieben wurden. Statt der damals in S-100-Systemen verbreiteten 8-Bit-CPUs Zilog Z80, Intel 8085 oder Intel 8080 verwendete Paterson die neue 16-Bit-CPU Intel 8086, die erst 1978 von Intel vorgestellt wurde und die später auch die Geschichte der IBM-kompatiblen PCs prägen sollte.

Die Entwicklungsarbeiten an dieser CPU-Einsteckkarte begann Paterson im Herbst 1978, nachdem er im Juni zuvor ein Seminar über die gerade vorgestellte CPU bei Intel besucht hatte. Im Juni 1979 hatte Paterson schließlich einen lauffähigen Prototyp der CPU-Einsteckkarte sowie einen Assembler und einen Maschinensprachemonitor, den 8086-Monitor, entwickelt. Er trat an Microsoft heran, um deren erst kurz zuvor fertiggestellten 8086-BASIC-Interpreter auf seiner neuen Hardware lauffähig zu machen. Noch im Juni 1979 diente auf der National Computer Conference in New York ein S-100-System mit Patersons Einsteckkarte Microsoft als Demonstrationssystem für das neue BASIC-86.

Als Seattle Computer Products Ende 1979 schließlich mit der Auslieferung der 8086-Einsteckkarte begann, war neben ein paar Entwicklungswerkzeugen und dem 8086-Monitor gegen Aufpreis auch Microsofts BASIC-86 für die neue Einsteckkarte verfügbar. Doch ein Betriebssystem, wie es mit CP/M für die 8-Bit-CPU-Einsteckkarten für den S-100-Bus verfügbar war, gab es für die neue 16-Bit-CPU-Einsteckkarte noch nicht. Und obwohl – nach Patersons Aussagen – Digital Research im Sommer 1979 die 8086-Version von CP/M für Dezember 1979 in Aussicht gestellt haben soll, war CP/M-86 – wie das Betriebssystem schließlich später heißen sollte – zur angekündigten Zeit noch nicht in Sicht.

QDOS und 86-DOS

→ Hauptartikel: 86-DOS

Als CP/M-86 im April 1980 immer noch nicht verfügbar war, begann Paterson schließlich mit der Entwicklung eines eigenen Betriebssystems, das später zu MS-DOS werden sollte. Unter dem Namen QDOS (Quick and Dirty Operating System, frei übersetzt: „schnell und unsauber programmiertes Betriebssystem“) wurde es im August 1980 in Version 0.1 veröffentlicht und zusammen mit der 8086-CPU-Einsteckkarte ausgeliefert. Die Systemaufrufe von QDOS orientierten sich sehr stark an denen von CP/M, was einerseits zwar die Portierung bestehender CP/M-Programme erleichterte, andererseits aber – viele Jahre später – zu gerichtlichen Auseinandersetzungen zwischen Digital Research und Microsoft führte. Seattle Computer Products bewarb QDOS mit dieser „CP/M-Kompatibilität“ und der ausgelieferten Software, die beispielsweise das Einlesen von Dateien im CP/M-Format oder weitgehend automatisierte Konvertierung von Z80- in 8086-Quelltext ermöglichen sollte.

Beim Versionsstand 0.3 wurde QDOS im Dezember 1980 in 86-DOS umbenannt.

PC DOS 1.0, MS-DOS 1.x

MS-DOS Version 1.12 von 1982

Zu dieser Zeit hatte Microsoft QDOS bereits lizenziert und arbeitete im Auftrag von IBM mit Hochdruck an der Portierung der Version 0.3 auf einen frühen Prototyp des IBM PC. Das Ergebnis wurde IBM als Microsoft Disk Operating System 1.0 (kurz MS-DOS) zur Evaluierung vorgelegt. Das Projekt soll zu dieser Zeit so geheim gewesen sein, dass selbst Paterson, der Microsoft als Lizenznehmer immerhin bei der Portierung behilflich war, den Prototyp nicht zu Gesicht bekam. Die Version 1.0 von MS-DOS wurde nie veröffentlicht.

Im April 1981 hatte 86-DOS den Versionsstand 1.0 erreicht. Ab Mai 1981 arbeitete Tim Paterson für Microsoft. Am 27. Juli 1981 kaufte Microsoft schließlich alle Rechte an 86-DOS und entwickelte es fortan unter dem Namen MS-DOS weiter. Was später als PC DOS 1.0 mit dem ersten IBM PC ausgeliefert wurde, war eine durch IBM fehlerbereinigte Version von MS-DOS 1.14.

Obwohl auch das bei 8-Bit-Rechnern der späten 1970er Jahre sehr beliebte Betriebssystem CP/M in einer weiterentwickelten Version als CP/M-86 für den IBM PC verfügbar war, setzte sich IBMs PC DOS als Standardbetriebssystem durch. Als einer der Hauptgründe dafür wird der deutlich geringere Preis von PC DOS vermutet.

Ein weiterer großer Vorteil für die Akzeptanz soll der geringe Portierungsaufwand bestehender CP/M-2.2-Software auf MS-DOS gewesen sein. Während sich Tim Paterson bei der Entwicklung von QDOS vorwiegend an den Systemaufrufen von CP/M 2.2 orientierte und somit sehr kompatibel blieb, stellte CP/M-86 dagegen eine Weiterentwicklung von CP/M dar, die mit einigen tiefergehenden Veränderungen im Bereich der Anwendungsschnittstelle einherging. Viele Programme, die bereits unter CP/M liefen, waren deshalb sehr schnell auch unter MS-DOS verfügbar. Gleiches galt für Neuentwicklungen, so auch im Jahr 1982 mit Microsoft Multiplan, das in den ersten beiden Versionen bereits für CP/M wie auch für MS-DOS verfügbar war. Zahlreiche weitere Plattformen sollten folgen.

Darüber hinaus sehr förderlich war das Vorhandensein eines in wichtigen Teilen deutlich leistungsfähigeren Dateisystems namens FAT in MS-DOS. Dieses Dateisystem war ursprünglich in einer 8-Bit-Variante bereits 1977 von Microsoft als Dateisystem für das Paket Standalone Disk BASIC-80 für einen NCR-Rechner entwickelt worden. 1979 wurde es auch ein Bestandteil von Standalone Disk BASIC-86, als dieses auf die 8086-CPU-Einsteckkarte von Seattle Computer Products angepasst worden war, nicht zuletzt, weil die fraglichen S-100-Systeme in der Regel bereits mit Diskettenlaufwerken ausgeliefert wurden.

Basierend auf dieser konzeptionellen Grundlage passte Tim Paterson das FAT-Dateisystem im Juli 1980 für seine Bedürfnisse an, indem er die Anzahl der FATs von drei auf zwei reduzierte, die Breite der Einträge von 8 auf 12 Bit erweiterte, die Verzeichnistabelle zwischen der FAT und dem Datenbereich anordnete, die Bedeutung einiger reservierter Cluster-Werte umwidmete und das vormalige 6.3-Namensschema zwecks CP/M-API-Kompatibilität auf 8.3 Zeichen erweiterte. Im Februar 1981 wurden mit 86-DOS 0.42 auch die Verzeichniseinträge von 16 Bytes auf 32 Bytes vergrößert, und die Frühform des FAT12-Dateisystems war geboren, aufgrund abweichender logischer Geometrien jedoch immer noch in einem Format, das von späteren MS-DOS- und PC DOS-Versionen nicht gelesen werden kann.

MS-DOS 2.x und höher

MS-DOS-Disketten, Version 6.2

Um Probleme mit den neu aufkommenden Festplatten zu umgehen, integrierte Microsoft in der Version 2 Konzepte aus Xenix, einem Unix-Abkömmling von Microsoft. Die übernommenen Konzepte ermöglichten hauptsächlich ein hierarchisches Dateisystem – mit anderen Worten, die heute selbstverständlichen Unterverzeichnisse und damit eine Verzeichnisstruktur – und ein Treiberkonzept für block- und zeichenorientierte Geräte.

MS-DOS 2.0 erhielt Unterstützung für Stapelverarbeitungsdateien („Batch-Dateien“, Dateiendung .BAT): die Kontrollstrukturen konnten ursprünglich nur anhand von GOTO-Sprunganweisungen ausgeführt werden; IF und FOR kamen erst mit Version 3.3 dazu.

Die Version 3 enthält Erweiterungen, um über ein Netzwerk Daten von entfernten Rechnern nutzen zu können (LAN-Manager). Mit der Version 3.2 werden erstmals 3,5-Zoll-Diskettenlaufwerke und entsprechende 720-kB-Disketten unterstützt, 1,44-MB-Disketten ab der Version 3.3.

Bei der Version 4 wurde im Wesentlichen die Begrenzung der Festplatten-Kapazität von rund 32 MB pro logischem Laufwerk angehoben. Zur Arbeitserleichterung wurde die DOS Shell (auch MS-DOS-Shell; wegen des Dateinamens DOSSHELL.EXE oft als „DOSShell“ bezeichnet) als Oberfläche eingeführt.

Version 5 ist die letzte Version, die von Microsoft und IBM gemeinsam weiterentwickelt wurde, sodass bis MS-DOS 5.0 und IBM DOS 5.0 beide DOS-Varianten nahezu identisch sind. Da sich Microsoft auf die Entwicklung von Windows 3.0 konzentriert hatte und mit IBM die Entwicklung von OS/2 vorantrieb, war Version 5 möglicherweise eine Reaktion auf das zuvor veröffentlichte DR DOS 5.0 von Digital Research, das in vielen Punkten MS-DOS 4.01 überlegen war. Und so bringt MS-DOS 5.0 ebenfalls ein verbessertes Speichermanagement, mit dem es möglich ist, Teile des Betriebssystems und speicherresidente TSR-Programme in den oberen, in Form von Speicherblocks (UMBs, Upper Memory Blocks, zwischen 640 kB und 1 MB), und den hohen Speicherbereich (HMA, High Memory Area) zu verlagern. Dadurch kann Anwendungen mehr Hauptspeicher, der architekturbedingt auf 640 kB konventionellen Speicher begrenzt ist, zur Verfügung gestellt werden. Voraussetzung dafür ist ein Rechner mit einem 286er-Prozessor oder besser. Auch die maximale Größe von logischen Laufwerken wurde auf 2 GB erhöht. Ansonsten enthält die Version hauptsächlich Erleichterungen bei der Benutzerführung. Dazu gehörten etwa eine erweiterte DOS Shell, ein neuer Editor (als modernen Ersatz für EDLIN), QBasic (als Ersatz für GW-BASIC) und eine Online-Hilfe.

In der Version 6 wurden neben diversen Detailverbesserungen der bestehenden Konzepte und dem Hinzufügen verschiedener Fremdprodukte keine wesentlichen Veränderungen mehr vorgenommen. Erwähnenswert ist DoubleSpace (später DriveSpace), mit dem es möglich wurde, Daten ohne zusätzliche Maßnahmen komprimiert auf der Festplatte zu speichern und damit auf Kosten der Geschwindigkeit und Datensicherheit bis zu 50 Prozent Festplattenspeicher zu sparen. Zudem wurde in der CONFIG.SYS ein Menü eingeführt, was verschiedene Konfigurationen, die vom Benutzer beim Bootvorgang ausgewählt werden können, ermöglicht. MSCDEX wird bereits mitgeliefert, womit das Betriebssystem für die CD-ROM-Unterstützung vorbereitet ist, wenn ein passender Treiber für das jeweilige Laufwerk geladen wird.

Die Veröffentlichung von weiteren Versionen (MS-DOS 7.00/7.10 und 8.00) erfolgte nur noch in Kombination (Bundle) mit dem grafischen Protected-Mode-Betriebssystem Windows 9x. Eine substantielle Verbesserung des Systems selbst fand nicht mehr statt bzw. wurde weitgehend durch Verbesserungen im überlagerten Windows-System abgedeckt. Die wahrscheinlich wichtigste Verbesserung war die Einführung von FAT32 mit MS-DOS 7.10 (ab Windows 95 OSR2). MS-DOS wurde in seiner Bedeutung vor allem auf ein Hilfsmittel beim Boot-Vorgang, als Wartungsplattform und als Skript-Interpreter reduziert.

Im Jahr 2014 wurden die Quelltexte der Versionen 1.25 und 2.0 dem Computer History Museum als Spende übergeben, weiterhin 2018 unter die MIT-Lizenz gestellt und auf GitHub veröffentlicht, was sie zu freier Open-Source-Software macht. Auch das Computer History Museum veröffentlichte diese „zum Verständnis, wie sich Software von primitiven Wurzeln zu einem entscheidenden Teil unserer Zivilisation entwickelt hat“.

Am 25. April 2024 gab Microsoft auch den Quellcodes von MS-DOS 4.0 frei und stellte diese ebenfalls unter die MIT-Lizenz. Diese Veröffentlichung enthält auch den Microsoft-C-Compiler in der Version 5.10 mitsamt dessen Linker LINK.EXE (Version 3.65) und NMAKE.EXE (Version 1.00.05), sowie der dazugehörigen C-Bibliothek und dem Microsoft-Assembler MASM (Version 5.10) als Binärcode.

MS-DOS Embedded

Eine angepasste Version von MS-DOS 6.22 wurde von Microsoft als MS-DOS Embedded bis Ende 2015 vertrieben und u. a. für zeitkritische Anwendungen, Startmedien (Bootdisketten) oder für Anwendungen, die direkten Zugriff auf die Hardware erfordern, vor allem in Embedded Systems eingesetzt, wobei das Basissystem meist von den Herstellern z. B. um grafische Benutzeroberflächen erweitert wurde.

Merkmale und Bedeutung

Shell

Die primäre Shell von DOS ist der Kommandozeileninterpreter COMMAND.COM, der auf den Textmodus der Grafikkarte beschränkt ist. Die Funktionsweise vieler Kommandos kann mit Parametern (auch Schalter genannt) beeinflusst werden, die meist mit einem Schrägstrich („slash“) eingeleitet werden. Die Aufrufsyntax der meisten Befehle wird ab MS-DOS 5.0 ausgegeben, wenn als Parameter /? übergeben wird.

Siehe auch: Liste von DOS-Kommandozeilenbefehlen

Ab MS-DOS 4.0 wurde mit der DOS Shell eine einfache Oberfläche mitgeliefert, die sich allerdings hauptsächlich auf die Dateiverwaltung beschränkt.

Grafische Benutzeroberflächen

Die verfügbaren Grafikkarten auf IBM-PC-kompatibler Hardware unterstützen eine Reihe von Videomodi, die zusätzlich zum Textmodus auch eine Reihe unterschiedlicher Grafikmodi bieten. DOS selbst macht davon jedoch keinen Gebrauch, stattdessen müssen Programme für den DOS-PC die Grafikhardware direkt programmieren. Das wurde anfangs nur von einzelnen, exklusiv laufenden Programmen genutzt, etwa Grafikanwendungen wie AutoCAD, und von DOS-Spielen.

Grafische Benutzeroberflächen, englisch „GUIs“, für MS-DOS erweitern das Betriebssystem in diesem Bezug. Sie stellen für Anwendungen eine Programmierschnittstelle bereit, sind selbst jedoch kein Teil von DOS. GUIs für PC-kompatibles DOS sind unter anderem ältere Windows-Systeme, PC/GEOS, DOS Shell, SEAL oder GEM. Programme für diese „grafischen Betriebssystemaufsätze“ sind untereinander nicht kompatibel. Gemeinsam ist den Oberflächen nur, dass sie unter DOS gestartet werden, während die Programme für die jeweilige GUI programmiert sein müssen.

Einschränkungen und Grenzen

Bei der Einführung neuer Intel-Prozessoren wurde von Intel immer darauf geachtet, dass die Prozessoren beim Start in einem Modus laufen, der sich kompatibel zu einem 8088-/8086-Prozessor verhält. Dieser Modus wird Real Mode genannt und ist bei allen x86-Prozessoren inklusive 64-Bit-x86-Prozessoren enthalten (Abwärtskompatibilität).

Im Real Mode kann maximal 1 MiB Adressraum verwendet werden. Durch die Aufteilung des Adressraums in normalen Speicher für das Betriebssystem inklusive der darauf laufenden Anwenderprogramme und reservierten Adressraum für Memory Mapped I/O sowie das BIOS steht MS-DOS und den unter MS-DOS laufenden Applikationen ein maximaler Hauptspeicher von 640 KiB, bezeichnet als konventioneller Speicher, zur Verfügung. Diese Beschränkung des Arbeitsspeichers wurde im Laufe der Zeit immer mehr zu einer problematischen Hürde, die mittels einer aufwendigen Speicherverwaltung und zusätzlichen Speichertypen nur teilweise aufgehoben werden konnte. Mithilfe von Programmiertricks, die undokumentierte Eigenschaften der weiterentwickelten x86-Prozessoren ausnutzen, konnte das Betriebssystem selbst jedoch größtenteils aus dem konventionellen Speicherbereich – in den sogenannten oberen und hohen Speicherbereich – ausgelagert werden, und eine einfache Speicherverwaltung für Erweiterungsspeicher – anfangs EMS, später XMS – für unter DOS laufende Programme und Daten zur Verfügung gestellt werden. DOS-Anwendungen können so über standardisierte Programmierschnittstellen Speicher außerhalb des konventionellen Bereichs anfordern. Diese Vorgehensweise war aber mit erhöhtem, teilweise auch erheblichem, Programmieraufwand verbunden und war mit manchem älteren Programm nicht kompatibel, so dass der Benutzer oft gezwungen war die Speicherkonfiguration je nach gerade verwendeter Software jeweils per Hand anders einzustellen. Dies war für Nichtexperten sehr schwer verständlich und bedeutete eine zusätzliche Fehlerquelle, besonders wenn Gerätetreiber und TSR-Programme zusätzlich ins Spiel kamen.

Probleme von MS-DOS

Die Verwaltung von immer größer werdenden Festplattenlaufwerken führte MS-DOS immer wieder an die Grenze seiner Leistungsfähigkeit. Die maximal unterstützte Kapazität von Festplattenpartitionen musste mehrfach in neuen Versionen des Betriebssystems erhöht werden. Problematisch war auch das ursprünglich nur für Disketten entwickelte FAT-Dateisystem (FAT12). Dieses war für Disketten mit einer anfänglichen Kapazität von bis zu 360 kB entwickelt worden und war für die Verwaltung großer Medien ungeeignet. Später wurde mehrfach die maximale Kapazität der Partitionen erhöht (FAT16 ab DOS 2.0, FAT16B ab DOS 3.31), und ab Windows 95 (MS-DOS 7.00 integriert) wurden über eigentlich ungültige Verzeichniseinträge längere Dateinamen für Windows unterstützt – diese Möglichkeit bot auch das bereits kurz zuvor auf den Markt gebrachte, nicht auf MS-DOS basierende Windows NT 3.51. Mit Windows 95B und Windows 98 (MS-DOS 7.10 integriert) kam die Einführung des neuen Dateisystems FAT32, das auch Partitionen mit mehr als 2 GiB adressieren kann.

Aufgrund von Fehlern in den Programmen dieser MS-DOS-Versionen war die nutzbare Festplattengröße aber häufig auf 127,5 GiB beschränkt, obwohl das Dateisystem bis zu 2048 GiB unterstützt. Zudem war die von DOS und dem PC-BIOS genutzte CHS-Adressierung ebenfalls von unterschiedlichen Speicherkapazitätsgrenzen betroffen.

Ein weiteres Problem stellt die Einführung neuer Funktionen dar.

DOS greift über das Interrupt-Interface (per INT 13h) auf Datenträger zu. Diese Schnittstelle wird in der Regel vom ROM-BIOS IBM-kompatibler Rechner oder von speziellen Ergänzungs-BIOSen von Zusatzkarten (d. h. Steckkarten mit BIOS-kompatible Firmware) zur Verfügung gestellt. Auf diese Weise sind die Unterschiede im Hardwarezugriff zwischen MFM-, RLL-, ESDI-, SCSI- und IDE-Festplatten/Controllern für DOS weitestgehend transparent. Heute übliche Serial-ATA-Controller arbeiten jedoch oft standardmäßig in den AHCI- oder RAID-Modi. Da der Zugriff darauf nicht mehr über die klassische Registerschnittstelle für Festplatten-Controller im I/O-Bereich erfolgt, die standardmäßig von allen BIOSen unterstützt wird, finden manche ROM-BIOSe ohne spezielle Unterstützung für diese Modi diese nicht mehr und stellen solche Laufwerke in der Folge auch nicht mehr auf INT-13h-Ebene bereit, wodurch sie für DOS „unsichtbar“ bleiben, solange keine DOS-Preboot-Treiber zur Verfügung stehen, die entweder die normale INT-13h-Schnittstelle emulieren oder die solche Laufwerke auf DOS-Blockgerätetreiberebene (via CONFIG.SYS) ins System einbinden. Oft kann man jedoch in der Konfiguration des ROM-BIOS, dem BIOS-Setup, einen „IDE Legacy Mode“ aktivieren, in dem solche Festplatten auf Hardware-Ebene wie klassische IDE-Festplatten erscheinen und somit vom ROM-BIOS und DOS erkannt und dann auch problemlos benutzt werden können.

Die Grenzen des Betriebssystems wurden bis zum Ende der MS-DOS-Ära mit MS-DOS 8.00 (in Windows Me integriert) stetig erweitert. Allerdings wurden die grundlegenden strukturellen Einschränkungen nie beseitigt, sondern aufgeschoben. Das führte beispielsweise dazu, dass unter MS-DOS große Datenträger auch heute wieder ausschließlich in Abschnitte partitioniert verwendet werden können.

Für viele heute übliche Schnittstellen wie USB und S-ATA gibt es keine direkte DOS-Unterstützung mehr. Eine Ausnahme stellen USB-Tastaturen und die meisten einfachen USB-Datenträger (externe Festplatten, externe Diskettenlaufwerke, Sticks u. Ä.) dar: Für diese ist in den meisten BIOSen nach wie vor eine Emulationsebene eingebaut, so dass sie auf einem solchen Rechner auch unter DOS verwendet werden können. Mit speziellen Treibern (welche in CONFIG.SYS und AUTOEXEC.BAT gestartet werden müssen) ist es jedoch auch außerhalb der Emulationsebene möglich, USB-Laufwerke anzusprechen. Beide Ausnahmen unterstützen kein Hot Swapping.

Weiterbestand von MS-DOS in Nachfolgesystemen

Die früheren Windows-Versionen 1.0 bis 3.11 (Windows 3.x) wurden von DOS aus gestartet und waren somit kein eigenständiges Betriebssystem. Windows-9x-Versionen, das sind Windows 95 (4.0), 98 (4.1) und ME (4.9), bringen ein eigenes MS-DOS als Basis mit, sind jedoch in gleicher Weise darauf angewiesen. Erst mit Windows NT wird der ehemalige grafische Aufsatz für DOS zum vollständigen Betriebssystem. Da NT-basierte Microsoft-Betriebssysteme nicht mehr auf MS-DOS aufbauen, können sie DOS-Software für den IBM-PC-kompatiblen Computer nur mehr mit Einschränkungen ausführen.

Ebenso ist das Betriebssystem OS/2, das von IBM und Microsoft ursprünglich als gemeinsamer Nachfolger von DOS (MS-DOS und PC DOS) konzipiert worden war, mit einem integrierten DOS-Modul „Virtual DOS Machine“ (VDM) ausgestattet, das der MS-DOS-Version 5 entspricht. Weil das Wirtssystem die DOS-Betriebssystemschnittstelle jedoch nachahmen muss (emuliert) und dabei die Systemaufrufe auf die eigenen Serviceroutinen umleitet, weist die VDM (wie auch die NTVDM von Windows NT) Einschränkungen bei der Kompatibilität auf. Der Vorteil ist jedoch, dass die Umgebung nicht mehr an den eingeschränkten Real-Mode-Speicherbereich des Original-DOS gebunden ist. Einem darin gestarteten Original-DOS-Programm steht daher deutlich mehr Speicher zur Verfügung als ein eigenständiges DOS, im Gegenzug ist jedoch nicht mehr jeder direkte Hardwarezugriff möglich, weil dies das dahinter arbeitende Multitasking-Betriebssystem (OS/2, wie später auch Windows NT) stören würde. Für den DOS-Modus, ob im Vollbild oder als „DOS-Fenster“, bildet ab OS/2 2.0 der virtuelle 8086-Modus „VM86“ des i386-Prozessors und seiner Nachfolger die Grundlage. Dabei handelt es sich um einen Hardware-Service, der „nur noch“ vom Betriebssystem entsprechend genutzt werden muss, um DOS-Anwendungen als Ausführungsumgebung zu dienen. Da jedes DOS-Programm auf einem eigenen virtuellen 8086-Prozessor läuft, profitieren die DOS-Programme von der Multitaskingfähigkeit, dem Speicherschutz und der erhöhten Stabilität von OS/2. Unter OS/2 1.x, das für den 80286 entwickelt wurde, steht ob des Fehlens eines solchen virtuellen 8086-Modus nur ein eingeschränkter DOS-Modus zur Verfügung.

Im Gegensatz dazu ist DOS-basiertes Windows grundsätzlich kein vollständiges Betriebssystem, sondern gerade in den frühen Versionen „nur“ ein grafischer Aufsatz für ein mit MS-DOS kompatibles DOS. Obwohl auch die älteren 16-Bit-Windows-Versionen die damals neueren Prozessoren (ab dem 80286) besser ausnutzen können als pures DOS, emulieren sie die DOS-Schnittstelle nicht, sondern leiten die Betriebssystem-Aufrufe eines DOS-Programms an das darunterliegend laufende DOS weiter. Ab Windows 3.0 wird dabei auf Prozessoren ab dem i386 im Erweiterten Modus ebenfalls der virtuelle 8086-Modus verwendet, sodass mehrere DOS-Programme parallel in ihren DOS-Fenstern laufen können, jedoch zusätzlich mit den unvermeidbaren Nachteilen für Speicherbedarf und Stabilität. Allerdings bietet DOS-basiertes Windows den Vorteil vollständiger DOS-Kompatibilität, die durch vollständiges Ausgelagern erreicht wird – dabei wird die Ausführung von Windows vollständig angehalten, während ein DOS-Programm auf dem weiter laufenden DOS (unter Windows 9x ist dies immer MS-DOS) wie bisher uneingeschränkt auf die Hardware zugreifen kann. Wird das DOS-Programm beendet, wird die Ausführung von Windows nach der Umlagerung in den Arbeitsspeicher fortgesetzt.

Wie zuvor OS/2 kann Windows NT und seine Nachfolger DOS-Programmen keine originale DOS-Umgebung mehr bieten. Stattdessen verfügen alle 32-Bit-Windows-Versionen über die aus der (anfänglich) gemeinsamen Entwicklung von IBM und Microsoft hervorgegangene Virtual DOS Machine, weiterentwickelt als NTVDM (für NT Virtual DOS Machine).

Die Eingabeaufforderung bei MS-DOS ähnelt der des Kommandozeileninterpreters cmd.exe der NT-basierenden Windowssysteme. Bis zur ergänzenden Einführung der DOS Shell in MS-DOS 4.0 war diese Eingabeaufforderung die alleinige, zentrale Benutzeroberfläche des Betriebssystems, von der aus Dateien und Geräte verwaltet sowie Dienstprogramme und Anwendungsprogramme gestartet wurden.

DOS-Emulatoren

MS-DOS lässt sich in diversen Emulationsumgebungen nutzen. Anwendungsprogramme haben dabei eine recht hohe Wahrscheinlichkeit, sich bestimmungsgemäß zu verhalten. Programme, die direkte Hardware-Zugriffe benötigen, können jedoch unter echten Multitaskingsystemen wie OS/2, Windows NT oder Unix systembedingt, je nach Umfang der Emulation, gegebenenfalls nicht oder nur sehr eingeschränkt laufen. Das ist vor allem bei Spielen der Fall.

Die 64-Bit-Versionen von Windows XP und dessen Nachfolger, in denen Microsoft aus diesem Grund die NTVDM entfernt hat, können 16-Bit-Code, und somit auch DOS-Programme, generell nicht mehr selbst ausführen. Um dennoch weiterhin 16-Bit-Programme unter Windows ausführen zu können, können PC-Emulatoren wie Virtual PC (das auch in einigen Edition von Windows 7 als „XP-Modus“ integriert ist), VirtualBox oder VMware nutzen, die anstatt der DOS-Schnittstelle einen gesamten PC mit Prozessor und Peripherie emulieren. Erst nach 2020 wurde die NTVDM als Proof of Concept von einem Entwickler für 64-Bit-Windows angepasst, und als eine Patch-Reihe unter dem Projektnamen „NTVDMx64“ im Quelltext verfügbar gemacht.

Unter Linux gibt es das Programm DOSEMU, das DOS-Anwendungen als virtuellen 8086-Task in sehr ähnlicher Art und Weise wie unter Windows und OS/2 ausführen kann, indem es ebenfalls auf dem virtuellen 8086-Modus des i386-Prozessors basiert. Auch ganze Dateisysteme können virtualisiert werden. Bei Bedarf ist es jedoch auch möglich, der virtuell laufenden DOS-Anwendung das originale Dateisystem des Linux-Wirtssystems teilweise oder ganz zu öffnen. Ebenso können einzelne Geräte und Schnittstellen an das virtualisierte System zur Nutzung weitergereicht werden. DOSEMU emuliert nicht DOS selbst, sondern nur die Hardware-Umgebung, die ein DOS benötigt, um ablaufen zu können; daher wird noch eine Kopie von MS-DOS oder einem dazu kompatiblen DOS benötigt. Aktuelle Versionen von DOSEMU werden mit einer integrierten Version von FreeDOS ausgeliefert, so dass man auf eine MS-DOS-Lizenz oft verzichten kann.

Mit DOSBox ist es möglich, eine vollständige CPU vom Typ 80286 oder i386 im Real Mode wie auch im Protected Mode sowie den zugehörigen PC mitsamt einem teilweise zu MS-DOS kompatiblen emulierten DOS nachzubilden. Allerdings ist DOSBox und insbesondere das eingebettete DOS für die Nutzung von auf MS-DOS laufenden Spielen gedacht; es fehlen dafür nicht benötigte Features wie etwa eine Druckerunterstützung und viele seltener benutzte Kommandozeilenbefehle. Es besteht auch die Möglichkeit (wie in DOSEMU erforderlich), ein anderes DOS innerhalb von DOSBox zu starten, dann gehen aber manche Eigenschaften, wie der direkte Zugriff auf freigegebene Teile des Wirts-Dateisystems, verloren. Die Ausführungsgeschwindigkeit ist bei DOSBox im Vergleich zu einem auf der gleichen Hardware laufenden Original-Betriebssystem mehr oder weniger deutlich reduziert. Vor allem grafisch aufwendige Anwendungen werden dadurch verlangsamt, dass die nötigen Berechnungen nicht auf der Grafikkarte des Wirtssystems, sondern in seinem Hauptprozessor berechnet werden. Außerdem wird keine x86-Virtualisierung (in Hardware, z. B. AMD-V, Intel VT-x oder VIA VT) unterstützt. DOSBox ist neben Windows, macOS und Linux unter anderem auch auf BeOS, MorphOS, eComStation (OS/2) und auf der Sega Dreamcast verfügbar. Da auch der Prozessor vollständig emuliert werden kann, können MS-DOS-Anwendungen innerhalb von DOSBox auch auf anderen Prozessortypen als den x86-kompatiblen ausgeführt werden, aber meist mit noch stärkerem Geschwindigkeitsverlust.

Versionsgeschichte

Die Entwicklung begann zwar bei Seattle Computer, wurde aber bereits mit der Umbenennung in 86-DOS durch Microsoft beeinflusst: Die Ergebnisse wurden IBM als Prototypen von PC DOS vorgestellt.

MS-DOS
Startbildschirm von MS-DOS 6.22
Entwickler	Microsoft (ursprünglich SCP/Tim Paterson)
Lizenz(en)	EULA (proprietär) und teilweise MIT-Lizenz (frei)
Erstveröff.	12. August 1981
Akt. Version	8.01 vom 14. September 2000 (vor 25 Jahren und 262 Tagen)
Kernel	monolithisch (Assembler)
Abstammung	QDOS/86-DOS ↳ PC DOS (lizenziert für IBM) ↳ MS-DOS
Architektur(en)	IBM PC (x86 ab 8086/8088)
Chronik	QDOS/86-DOS bis 1.14 PC DOS 1.0 PC-DOS 1.1/MS-DOS 1.25 MS-DOS bis 6.22 MS-DOS 7.0 bis 8.0 (mit Windows)
Sprache(n)	hauptsächlich Englisch und u. a. (teilweise) Deutsch
www.microsoft.com

Version	Veröffentlichung	Anmerkungen
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: QDOS 0.1	August 1980	erste Version für eine S-100-Bus-CPU-Einsteckkarte mit 8086-Prozessor von Seattle Computer Products; kennt bereits FAT
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: QDOS 0.2	August 1980	weitgehend identisch mit Version 0.1, ergänzt um den „provisorischen“ Zeileneditor EDLIN, der eigentlich nur als Übergangslösung gedacht war
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 86-DOS 0.3	Dezember 1980	Umbenennung in 86-DOS; mit dieser Version begann Microsoft die Portierung auf den IBM PC; das Ergebnis wurde IBM als MS-DOS 1.0 zur Evaluierung angeboten; eine offizielle Version 1.0 von MS-DOS hat es nie gegeben
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 86-DOS 1.0	April 1981	PC DOS 1.0 bereits sehr ähnlich
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: 86-DOS 1.14	Juli 1981	Microsoft kauft für 50.000 US$ alle Rechte an 86-DOS (und erhält 80.000 US$ von IBM für MS-DOS und MS-BASIC); von nun an findet die Weiterentwicklung (zunächst nur Microsoft-intern) unter dem Namen „MS-DOS“ statt; die erste von Microsoft veröffentlichte Version wird erst MS-DOS 1.25 sein
Legende: Alte Version Ältere Version; noch unterstützt Aktuelle Version Aktuelle Vorabversion Zukünftige Version

Da Microsoft das Betriebssystem an IBM lizenzierte, war das anfängliche Ziel der Entwicklung PC DOS in Version 1.0. Für die vollständige Auflistung von PC DOS siehe dessen Versionsgeschichte.

Version	Veröffentlichung	Anmerkungen
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: PC DOS 1.0	12. August 1981	initiale Version für den ersten IBM PC; einseitige 160-KB-Disketten; nie offiziell unter dem Namen „MS-DOS“ erschienen
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: PC DOS 1.1	Mai 1982	doppelseitige Disketten mit 320 KB; kleine Fehlerbereinigungen; entspricht MS-DOS 1.25
Legende: Alte Version Ältere Version; noch unterstützt Aktuelle Version Aktuelle Vorabversion Zukünftige Version

Ab MS-DOS 1.25 hat Microsoft das Betriebssystem auch unter dem eigenen Namen verkauft. Das lizenzierte PC DOS entspricht ab Version 2.0 und bis Version 6 im Wesentlichen derselben Version von MS-DOS.

Version	Veröffentlichung	Anmerkungen
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 1.25	August 1982	erste MS-DOS-Version, die auch unter dem Namen „MS-DOS“ an weitere Hersteller neben IBM verkauft wurde; entspricht PC DOS 1.1
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 2.0	März 1983	Version für den IBM PC XT mit 10-MB-Festplatte und 360-KB-Diskettenlaufwerk(e); in weiten Teilen neu geschrieben; Unterverzeichnisse; ladbare Gerätetreiber
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 2.01	Oktober 1983	OEM-Version für Wang; erstmals werden internationale Zeichensätze unterstützt
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 2.05		OEM-Version für den DEC Rainbow 100; keine Unterstützung für internationale Zeichensätze
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 2.1	Oktober 1983	Version für IBM PCjr und den IBM PC-Portable; keine Unterstützung für internationale Zeichensätze
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 2.11	Oktober 1983	Zusammenführung aller modellspezifischen 2.x-Versionen, Unterstützung internationaler Zeichensätze (entgegen der nicht erteilten Zustimmung durch IBM); hauptsächlich auf Wunsch der OEM-Partner entwickelt, wurde damit zur „MS-DOS-Schlüsselversion“; später kam ein Toshiba DOS 2.11 (1987) auf den Markt, welches 720 KB-Diskettenlaufwerke unterstützt und in manchen Laptops fest im ROM eingebaut ist
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 3.0	August 1984	Version für IBM PC/AT; 5¼″-HD-Disketten mit 1,2 MB; Festplatten mit bis zu 32 MB pro Partition bei maximal vier Partitionen pro Festplatte.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 3.1	März 1985	erstmals mit Netzwerkunterstützung; Speichernutzung oberhalb 640 KB
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 3.2	Dezember 1985	Unterstützung für 3½″-DD-Disketten mit 720 KB
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 3.21		OEM-Version für Grid
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: (MS-DOS 4.0)	Mai 1986	→ Hauptartikel: MS-DOS 4.0 (Multitasking-Betriebssystem) M/T MS-DOS 4.0 – eine spezielle Variante mit Multitasking-Fähigkeiten, die als separater Zweig entwickelt wurde, aber wenig Verbreitung fand. 1987 mit Versionsstand 4.1 aufgegeben. Auch als „European MS-DOS 4.0“ bezeichnet.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 3.3	April 1987	Unterstützung für IBMs neue PS/2-Baureihe und erstmals 3½″-HD-Disketten mit 1,44 MB
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 3.30		OEM-Version für das Commodore Amiga A1060 Sidecar, auch bekannt als „Bridgeboard“; 2 Disketten enthalten MS-DOS, die dritte Diskette enthält die speziellen Programme für die Bridgeboards.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 3.31	1988	OEM-Version für Compaq; unterstützt bereits Festplattenpartitionen mit mehr als 32 MB
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 4.00	Juli 1988	erste MS-DOS-Shell; EMS-Speicher-Unterstützung ohne spezielle EMS-Steckkarte für i386 und höher; Festplattenpartitionen mit mehr als 32 MB; wurde wegen schwerwiegender Fehler bald wieder vom Markt genommen und durch Version 4.01 ersetzt
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 4.01	November 1988	fehlerbereinigte Version von MS-DOS 4.00
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 5.00	Juni 1991	verbessertes Speichermanagement (XMS-DOS-Extender); integrierte Befehlszeilenhilfe mit dem Parameter /? bei den meisten Programmen, Online-Hilfe; verbesserter DOS-Editor mit QBasic-Interpreter; verbesserte MS-DOS-Shell; Undelete-Funktion; Der Linker LINK.EXE ist kein Bestandteil mehr von MS-DOS.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 5.00a	November 1991	fehlerbereinigte Version von MS-DOS 5.00
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 6.00	März 1993	Virenschutz; Festplatten-Defragmentierung; automatisierte Speicheroptimierung; Backup; Online-Datenkomprimierung; Datenübertragung über serielle und parallele Schnittstelle; Boot-Menü für unterschiedliche Systemkonfigurationen; erstmals Unterstützung für CD-ROM-Laufwerke im Lieferumfang (generischer Treiber MSCDEX, benötigt aber zusätzlich einen Gerätetreiber); Mit DELTREE gab es erstmals die Möglichkeit ein Verzeichnis mit seinen Unterverzeichnissen und Dateien zu löschen.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 6.20	November 1993	Verbesserte Online-Datenträgerkomprimierung; automatische Korrektur von Datenträgerfehlern, die DOS Shell und einige andere Zusätze wurden aus der Hauptinstallation entfernt und nur noch auf einer vierten Diskette mitgeliefert, die von Hand nachträglich installiert werden musste. Mit SCANDISK gab es ein besseres Programm als CHKDSK zur Reparatur von Partitionen und dem Scannen von Festplatten auf Fehlern.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 6.21	März 1994	Online-Datenträgerkomprimierung wegen Patentverletzung auf Anweisung eines Gerichts entfernt.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 6.22	April 1994	letzte eigenständige MS-DOS-Version; neu entwickelte Online-Datenträgerkompression.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 7.00	September 1995	MS-DOS ist nun ein Teil des Lieferumfangs von Windows 95 und kein separat erwerbbares Betriebssystem mehr. Windows 95 verwendet DOS zwar als Unterbau, DOS ist aber nach wie vor auch ohne Windows lauffähig. Erstmals unterstützt der DOS-Festplattentreiber lange Dateinamen (englisch Long File Name oder LFN), nutzbar ist die Funktion aber nicht unter DOS, sondern nur während der Windows-Sitzung. Außerdem ist die Substitution von Variablen durch deren Inhalt nun auch innerhalb der Kommandozeile möglich.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 7.10	August 1996	In Windows 95B bis Windows 98 „Zweite Ausgabe“ (98SE, für Second Edition) zusätzlich mit neuem Dateisystem FAT32 für Partitionen über 2 GB; leistungsfähigstes MS-DOS.
Ältere Version; nicht mehr unterstützt: MS-DOS 8.00	September 2000	MS-DOS ist – laut Microsoft – integraler Bestandteil von Windows Me und nicht mehr eigenständig lauffähig. Obwohl Windows Me keine Möglichkeit mehr bietet, nur MS-DOS zu starten, lassen sich dennoch alle erforderlichen Komponenten für ein eigenständiges DOS-Betriebssystem extrahieren. MS-DOS 8.00 weist keinerlei nennenswerte Verbesserungen, dafür aber einige Rückentwicklungen im Vergleich zu MS-DOS 7.10 auf. Es kommt ansonsten bei allen von Windows ab XP bis inklusive 10 erzeugten Startdisketten zum Einsatz, welche mittels „Formatieren“ – „MS-DOS-Startdiskette“ erstellt werden. Dabei handelt es sich offensichtlich um ein Abbild, da jeweils eine englische Version derselben Startdiskette, mit Seriennummer (englisch Volume ID) 2A87-6CE1, erzeugt wird.
Legende: Alte Version Ältere Version; noch unterstützt Aktuelle Version Aktuelle Vorabversion Zukünftige Version

Weblinks

Commons: MS-DOS – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• int 21. In: ctyme.com. Abgerufen am 18. Oktober 2020 (englisch, DOS-Programmierreferenz (INT 21h ABI)). 
• Benjamin Kunz: Special Edition Using MS-DOS 6.22 Back to the Disk. (PDF, 1 MB) In: exp-soft.de. Explora.Pc's Software; abgerufen am 18. Oktober 2020 (Tutorial: Installation, Arbeiten, Fdisk und kleine Befehlsreferenz). 
• über MS/PC-DOS. In: computermuseum-muenchen.de. Wolfgang Kainz-Huber, archiviert vom Original am 14. August 2019; abgerufen am 12. Mai 2022. 
• MS-DOS. Die Geschichte von MS/PC DOS bei. In: winhistory.de. Abgerufen am 18. Oktober 2020 
• MS-DOS 6.22 Befehlsreferenz. In: i8086.de. Abgerufen am 12. Mai 2020 (Befehlsreferenz der DOS-Befehle). 

Einzelnachweise

Versionen von Windows

V – D