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20.05.1988 - 

Anpassung optischer Platten krankt an Mängeln bei der Datenverwaltung:

WORM-Integration- erfordert mediengerechte Software

Optische Speicherplatten bieten gegenüber magnetischen Medien eine Reihe von Vorteilen. Dazu zählen vor allem die drastische Erhöhung der Kapazität gegenüber Magnetplatten, der wahlfreie Zugriff gegenüber Bändern und die längere Lebensdauer der Daten. Aber die optischen Platten (DDs) werden von den gängigen Betriebssystemen wie magnetische Platten beziehungsweise wie 3480-Cartridges behandelt. Erst wenn die Systemsoftware die spezifischen Eigenheiten dieses neuen Mediums berücksichtigt, wird ein optimaler Einsatz möglich sein.

Für den Benutzer scheinen die Eigenschaften der WORMs die Lösung vieler drückender Probleme zu bringen. Ein Medium, das großes Speichervolumen, einfache automatische Handhabung und lange Lebensdauer (Sony hat eine Lebensdauer von 100 Jahren für seine Medien angekündigt) bietet, muß den Anwendern als Rettung zum genau richtigen Zeitpunkt erscheinen.

Die Anwendungen in der Dokumentenspeicherung und Zeichnungsaktivierung erfordern Speichergrößen, die mit den herkömmlichen Medien nicht wirtschaftlich zu realisieren sind. Ein Medium, das solche Datenmengen zu vertretbaren Preisen speichert und wahlfreien Zugriff auch über das einzelne Medium hinaus ermöglicht, eröffnet ganz neue Möglichkeiten, so beispielsweise auf dem Gebiet der Qualitätskontrolle, beim Aufzeichnen von Log-Dateien und auch als Ersatz für COM (Computer Output on Microfilm).

Daß man das Medium nur einmal beschreiben kann, ist für den Anwender kein wesentlicher Nachteil, aber für den Systemintegrator. Die Algorithmen, die der Verwaltung von Magnetplatten zugrunde liegen und auch bei WORMs Anwendung finden, beruhen alle auf der Möglichkeit, Daten an gleicher Stelle zu verändern, die bei Write-Once-Medien nicht existiert.

Auch die Magnetplatten erfordern Lernvorgänge

Als Anfang der sechziger Jahre magnetische Platten auf den Markt kamen, wurden sie als Ersatz für die bisher bekannten Medien, z. B. Magnetbänder, eingesetzt. Erst in einem langsamen Prozeß lernte man ihre besonderen Eigenschaften erkennen und nutzen. So existierten bis weit in die siebziger Jahre hinein Dateisysteme ohne dynamische Verwaltung, das heißt, man mußte die Länge der Datei im voraus festlegen; ein Anfügen war nur unter Schwierigkeiten möglich. Langsam lernte die DV-Welt, mit den neuen Speichermedien umzugehen und kam so zu Massenspeicherverwaltungen, die die komfortablen Möglichkeiten von Unix und VASM bieten.

WORM als neues Medium befindet sich heute in der gleichen Situation wie die Magnetplatten in den sechziger Jahren. Die meisten angebotenen Softwarepakete zur Integration von WORMs behandeln sie entweder wie ein bekanntes Medium (Emulation einer 3480-Bandstation) oder "quälen" sie, sich als Magnetplatte zu verhalten. Dabei kommen oft geradezu widersinnige Ergebnisse zustande.

Widersinnige Ergebnisse durch Winchester-Emulation

So gibt es ein Verfahren zur Medienfehlerbehandlung (Bad Sectors), das genau dem auf Magnetplatten angewandten entspricht. Es werden dort am Ende der Platte "Alternate-Areas" angelegt, auf die die fehlerhaften Sektoren geschrieben werden. Das heißt, der Schreiblesekopf, der sehr schwer ist, muß zu diesen Alternate-Areas bewegt werden und dann hinterher wieder in die Datenregion zurückfahren. Das kostet viel Zeit und ist nur sinnvoll, wenn ein fehlerfreier Datenraum wegen der Wiederfreigabe beim Löschen von Dateien erforderlich ist. Bei einem einmal beschreibbaren Medium kann aber beschriebener Datenraum nicht wieder freigegeben werden. Um sich die Arbeit bei der Integration zu erleichtern, haben die Entwickler also schwerwiegende Performance-Nachteile in Kauf genommen.

Die Integration einer WORM als Festplatte in ein vorhandenes Betriebssystem wie Unix oder MS-DOS birgt auch noch andere Nachteile. Wenn man das Dateisystem eines Betriebssystems auf optische Platte überträgt, muß man nicht nur mit Verfahren arbeiten, die für dieses Medium nicht optimal sind, sondern man bindet sich auch an dieses Betriebssystem, was bei einem zu Archivzwecken eingesetzten Medium nicht unproblematisch ist. Außerdem wäre bei einem auswechselbaren Medium die Möglichkeit, unter verschiedenen Betriebssystemen gelesen werden zu können, ein unbestreitbarer Vorzug.

Die originellste Art, WORM-Platten zu integrieren, ist zweifellos das Warten auf die wiederbeschreibbare Optical-Disk (OD) - in der Hoffnung, daß dann alle Probleme wie von selbst verschwinden. Aber die Wiederbeschreibbare ist seit mindestens drei Jahren angekündigt (Vorreiter bei den Ankündigungen ist Verbatim) und immer noch nicht erhältlich. Auch ihre Integration wirft spezielle Probleme auf, da das Löschen der Daten in einem besonderen Arbeitsgang erfolgen muß, was die Effizienz erheblich herabsetzt.

Auf die einfachste Weise ist eine OD zu integrieren, indem man die Verwaltungsdaten auf einer Magnetplatte hält. Allerdings sind die Probleme der Datenkonsistenz kaum zu überschätzen, und das Inhaltsverzeichnis für auswechselbare Medien getrennt auf einem nicht auswechselbaren zu halten, widerspricht dem Geist dieser Anwendungen.

Directory-Organisation noch unterentwickelt

Die weitgehende Integration in ein bestehendes Betriebssystem birgt neben den oben besprochenen Nachteilen auch noch die Gefahr, daß man sich durch Änderungen im Betriebssystem von Weiterentwicklungen abschneidet.

Ein weiteres Problem ist der Zugriff auf eine bestimmte Datei. Durch die schiere Größe der OD kann das Anmelden unerträglich lange dauern. Bei einem Fassungsvermögen von 1000 MB gehen 10 000 Dateien a 100 KB auf eine OD. Das Durchsuchen der Directories ist selbst bei Caching auf einem schnelleren Speichermedium bei diesen Datenmengen eine langwierige Angelegenheit.

Die meisten Magnetplatten-Emulationen schreiben beim Anfügen oder Verändern einer Datei wesentliche Teile des Directories neu - neben den Daten, die sie natürlich auch ganz neu auf die Platte schreiben. So waren in einem konkreten Fall bei der Benutzung einer Datenbank auf einer für MS-DOS angepaßten OD bei 90 MB Benutzerdaten 135 MB. "alte" Daten auf der Platte. Anscheinend war die Indexdatei bei jedem Anfügen neu auf die Platte geschrieben worden.

Die vorstehenden Ausführungen sollten vor Augen führen, daß das neue Medium WORM auch neue Arten der Verwaltung, neue Algorithmen und Zugriffsmethoden erfordert.

Die heute bei der Datenverwaltung benutzten Algorithmen und Verfahren beruhen hauptsächlich auf verbundenen Listen und Baumstrukturen. Wenn Änderungen erforderlich sind, müssen Adressen überschrieben werden. Änderungen solcher Art sind aber auf WORMs nicht möglich, also muß man neue Algorithmen entwickeln. Dieser Schritt wird bisher nur durch wenige Anbieter von WORM-Systemen vollzogen.

OEMs geben das Problem an Endanwender weiter

Die meisten begnügen sich damit, vorhandene Systemkonzepte anzupassen und Magnetplatten- oder Band-Emulationen zu verkaufen. Dazu kommt, daß die OD von OEM-Anbietern auf den Markt gebracht wurden. Diese, meist nur Distributoren, reichten das Problem an ihre Kunden weiter. So kam es, daß eine mit Milliardenaufwand entwickelte Technologie lange Zeit in den Startlöchern hängenblieb.

Diese neue Technologie bietet aber bei richtigem Einsatz wesentliche Vorteile, wie man aus folgendem Beispiel ersehen kann: Mit COM gespeicherte Daten haben den wesentlichen Nachteil, daß die Daten in einem festen Format aufgezeichnet sind und nachträglich nicht weiterverarbeitet werden können. Man kann diese Daten nun auf eine WORM-Platte schreiben und hat damit folgende Vorteile:

- Die Daten sind maschinenlesbar (für Weitergabe an andere Programme).

- Sie können anders strukturiert und ausgewertet werden.

- Updates durch Anfügen sind möglich.

- Das Suchen nach bestimmten Informationen ist einfacher (Query & Report Facility).

All diese Möglichkeiten sind dann gegeben, wenn man dem Medium angemessene Verfahren verwendet, so zum Beispiel einen Index-Algorithmus, der das Anfügen an Dateien erlaubt, ohne daß der ganze Index neu geschrieben werden muß. Das WORM-Medium wird - langsam, aber sicher - seinen Platz unter den Speichermedien einnehmen und behaupten. Ein Blick auf die Messen und Ausstellungen wird auch den Skeptiker überzeugen.

Rainer Brockschmidt ist als Entwickler und freier Berater auf dem Sektor Optische Platten in Herdecke tätig.