Belegarbeit Be Operating System (BeOS) Rechner- und Betriebssysteme WS99-00 Bearbeiter: Yves Pausch Betreuer: Dr.-Ing. Günther Schatter Dr. rer. nat. Bernd Schalbe final version last updated: 12.04.2000

1.Inhaltsverzeichnis

			2. Die Geschichte
			3. Zielgruppe
			4. Internals
 				4.1. Die Besonderheiten
					4.1.1. Symmetrisches Multiprocessing
					4.1.2. Pervasive Multithreading
					4.1.3. Preemptive Multitasking
					4.1.4. 64-bit Journaling File System
					4.1.5. Objekt-Orientierte API
					4.1.6. Direct Access Graphics Capabilities
			5. Programmieren mit BeOS
			6. Internet
			7. Spielen
			8. Kompatibilität
                        9. Vergleich von Betriebssystemem
                        10. BeOS 5 Personal Edition
			11. Software für BeOS
			12. Hardwareabhängigkeiten
			13. Quellenverzeichnis
			

Jean Louis Gassèe, seinerzeit Chef der Forschungsabteilung Apples, kündigte 1990 diesen Job, nahm einige Entwickler mit und gründete die Firma Be. Mit diesem in der Branche kleinen Stab entwickelte er auf PowerPC-Basis den ersten Rechner: die BeBox.
Die Fachwelt ist sich danach einig, daß es sich um einen vielversprechenden, aber als proprietäre Lösung chancenlosen Versuch handelt.
Auf der Bostoner Mac Expo im Sommer 1996 zeigte Be erstmals sein Betriebssystem auf einem Macintosh-Clone - mit Erfolg: Einige Firmen wie Power Computing lizensieren Beos und eröffnen Be einen größeren Markt. Noch während der Messe kursierte das Gerücht, Apple wolle Be mitsamt Beos kaufen, um den Kernel und einige Komponenten in ein neues MacOS zu intergrieren. Das Gerücht erwies sich jedoch als Finte und Apple kaufte stattdessen Next und NextStep auf, um daraus Rhapsody (eine Symbiose aus Unix und MacOS) zu formen.
Anfang 1997 verkündete Gassèe, man werde die Produktion der BeBox, von welcher sich nur rund 2000 Exemplare verkauften, einstellen und sich nun massiv der Betriebssystementwicklung widmen. Für eine rasch wachsende Fangemeinde sorgen ein kostenloses Beos für den PowerMac und erste ernstzunehmende Applikationen.
Zeitgleich zur ersten kommerziellen Macintosh-Fassung kam im ersten Halbjahr 1998 BeOS V3 für Intel-PCs heraus. Ihnen folgten im September 1998 bzw. im ersten Quartal 1999 die Version 4 bzw. die Version 4.5.

Daß Be erklärt, daß man keines der etablierten Systeme ersetzen wolle, sondern auf friedliche Koexistens setze, dürfte nach IBM's Pleite mit OS/2 Warp 3, die ein besseres Winsows als Windows geschaffen zu haben glaubten, verständlich sein. Man möchte sich vielmehr auf Dinge spezialisieren, die man vermeintlich besser kann als die Konkurenz. Die Bearbeitung von Audio- und Videodaten gehört wohl dank einiger eleganter Mechanismen zu BeOS' Steckenpferden. Da für die potentielle Clientel jedoch die Verfügbarkeit von Anwendungssoftware die Wahl des Betriebssystems ausmacht, und zum Beispiel Adobe's Premiere oder Photoshop über Jahre hinweg auf den jeweilig anderen Plattformen reifen konnten, hat es zB das Videoschnittprogramm Adamation für BeOS schwer, sich zu behaupten. PC-Anwender werden wohl kaum eine Notwendigkeit sehen, in Richtung BeOS zu schwenken, da es neben den nicht perfekten Windows 95/98/NT ein populäres, kostenloses, mächtiges und stabiles Betriebssystem gibt: Linux. Dank der komfortablen grafischen Benutzeroberfläche KDE und der groß gefächerten Software, die obwohl sehr renomiert teilweise verschenkt oder sehr günstig verkauft wird, wächst es unaufhaltsam zur mindestens zweiten Wahl der Anwender heran. Einzig bei Usern, die nicht mit Windows arbeiten wollen und denen Linux zu kryptisch anmutet, könnte sich BeOS etablieren. Auf Apples Seite sieht das anders aus. Das altersschwache MacOS, bei dessen letzten Versionen man auf Schadensbegrenzung hin zu programmieren schien, wartet auf die Ablösung durch Rhapsody. Mangelnder Speicherschutz, fehlendes Multitasking und sehr viel emulierter 68K-Code bremsen die potentialreichen PowerPCs unnötig aus. Be's weisser Ritter scheint jedoch ein Emulator (SheepShaver) von zwei deutschen Studenten auf Basis der Apple-ROMs zu sein, der es erlaubt, MacOS-Software im BeOS-Fenster auszuführen.

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Was genau macht eigentlich das BeOS so schnell und effizient? BeOS wurde für eine neue Generation von Systemen und Applikationen geschaffen. BeOS konnte deshalb losgelöst von der Kompatibilität zu veralteten Methoden entwickelt werden. Anstatt dessen wurde eine Systemarchitektur geschaffen, die es ermöglicht spezielle perfomanceintensive Aufgaben zu erledigen, wie zum Beispiel Digital-Audio- und Videobearbeitung. Die neue Version 4.5 von BeOS stellt die erste wirklich ausgereifte Release dar, die mit dem Pentium-Prozessor (und Clones) nun auch Intel-Plattformen unterstützt. Wurde BeOS bisher eher als Exot für spezielle Anwendungen gehandelt, beginnt das Softwarehaus Be ihre Großoffensive nun auch auf dem Intel-Desktop. Die Versprechungen, BeOS sei dank völlig neuem Architektur-Design heutigen Desktop-Systemen bei weitem überlegen, was sowohl Nutzerfreundlichkeit als auch Performance angeht, weisen eindeutig nach vorn. Das Release 4.5 ist ein schnelles, flexibles und vor allem "smartes" Betriebssystem.
In der Tat hat man sich bei Be viele Gedanken darüber gemacht, wie das Betriebssystem der Zukunft aussehen muß. So besitzt BeOS ein eigenständiges, natives 64-Bit-Fileystem. BeOS kann auf der Harddisk dadurch bis zu 18 Millionen Terabyte direkt adressieren. Nie mehr Ärger also mit großen Platten für aufwendige Videobearbeitung. Doch auch die Hauptspeichernutzung und -verwaltung unterscheidet sich grundlegend vom großen Redmonder Konkurrenten. Bei BeOS basieren Kernel, Grafik und Filesystem auf pervasivem Multithreading. Jeder Task wird bis auf kleinstmögliche Ebene in einzelne Threads zerlegt, die parallel ausgeführt werden können. Das steigert die Performance, besonders wenn man mehrere Prozessoren auf dem Board hat.
BeOS selbst vergleicht Multithreading mit der Einführung grafischer Benutzeroberflächen Anfang der 80er Jahre: Ein Meilenstein auf dem Weg zu mehr Performance und damit mehr "Usability". Allerdings verlangt das Multithreading ein ausgeklügeltes Management der einzelnen Prozesse durch das Betriebssystem.

4.1.Besonderheiten:

• 4.1.1. Symmetrisches Multiprocessing: Wirtschaftswissenschaftliche Statistiken belegen, daß es in den nächsten Decaden zu erhöhtem Bedarf und Absatz von Multiprozessorsystemen kommen wird. Das bedeutet für das MediaOS von Be, daß man den Focus heutiger Betriebssysteme auf Uniprozessorsysteme verworfen hat und den umkekehrten Weg ging und in erster Linie die Vorzüge von Rechnern mit zwei, vier oder mehr Prozessoren nutzt. Diese Prozessoren werden gleichgestellt behandelt, was jedem von ihnen erlaubt irgendeinen Teil von Anwendungs- oder OS-Code auszuführen und auf jede Resource des Computers vollständig zuzugreifen. Dieses Feature beschleunigt Operationen, erhöht die Effizienz und nimmt den Entwicklern von Multiprozessoranwendungen einige Last von den Schultern. Daß man jedoch Symmetric Multiprocessoring vollständig implementieren kann, bedarf es einer Reihe von moderen OS-Konzepten, wie zB Preemptive Multitasking. Dieses erlaubt es dem Computer, schnell und effizient zwischen Tasks und Prozessoren umzuschalten (s. auch unten).Virtual Memory sollte ständig präsent sein, um einen möglichst glatten Übergang zwischen Tasks und effizienter Speicherverwaltung zu gewährleisten. Treiber und Anwendungs-Addons werden dynamisch geladen, damit der Speicher optimal genutzt und dynamisch rekonfiguriert werden kann. Um die Benutzer vor der sich immer schneller drehenden Softwaremaschinerie und daraus resultierenden Fehlern zu schützen, wurde Memory Protection eingeführt. Dies erlaubt es nicht, daß Anwendungen andere negativ beeinflussen. Die Client-Server Internal Architecture separiert Anwendungscode und Nutzerdaten vom darunterleigenden OS-Code. Dadurch kann man auch neueste Software benutzen, ohne Angst um seine persönlichen Daten haben zu müssen.
  
  [2]
  
• 4.1.2. Pervasive Multithreading nimmt große Tasks, wie sie gewöhnlich bei Anwendungen vorkommen, und teilt diese in eine Vielzahl kleiner, welche dann parallel ausgeführt werden können. Pervasive Multithreading bedeutet, daß sich dieses Verhalten durch das gesamte Betriebssystem und Anwendungen, vom Kernel bis zu der Grafik, die man letztendlich auf dem Bildschirm sieht, durchzieht. Bei Einprozessorsystemen hilft es Preemptive Multitasking, und gestaltet den Taskübergang smoother.
• 4.1.3. Preemptive Multitasking: BeOS arbeitet vorausschauend und verteilt die Rechenleistung schnell zwischen dutzenden, manchmal hunderten von kleinen Tasks. Diese Tasks können auf einem einzelnen Prozessor, für eine elegante Multitasking Umgebung sorgen, oder auch unter einer beliebigen Anzahl eines Multiprozessor-Systems aufgeteilt werden.
• 4.1.4. 64-bit Journaling File System: Herkömmliche Betriebsysteme mit 32bit-Dateisystem beschränken die maximal adressierbare Menge von Dateizugriffseinheiten (Cluster) auf 4 Gigabyte. Bei BeOS erhöhte man die Bitbreite auf 64. Dies ermöglicht extrem große Datenträger und Dateien, von Terabyte-Größe oder mehr. Dies ist nötig um auch auch rohe, umkomprimierte, hochauflösende Video- und Audiodaten zu bearbeiten - die Grundlage für High-End Bearbeitungssysteme. Das Be-Dateisystem geht noch weiter. Durch eine unbeschränkte Anzahl von Attributen und Indexen der Dateien beinhaltet es außerdem Datenbankmöglichkeiten.
• 4.1.5. Objekt-Orientierte API: Die BeOS API macht Programmieren einfach und effizient. Gute Ideen sind einfach schneller umzusetzen!
• 4.1.6. Direct Access Graphics Capabilities: BeOS ermöglicht es Anwendungen direkt auf die darunterliegende Gafikhardware zuzugreifen, wenn dies erwünscht wird. Dieses Vorgehen ist weit entfernt vom Verhalten anderer Betriebssysteme, die die unterleigende Hardware aus Schutz- und Sicherheitsgründen abstrahieren. Das ermöglicht natürlich einen enorm schnellen Zugriff, kann jedoch auch zu einer Menge von Problemen führen.

Diejenigen, die bereits Anwendungen für BeOS entwickeln, beschreiben es als ein modernes System. Der Einsatz von bekannten Tools, wie dem Metrowerks' CodeWarrior und die Programmiersprachen C++ und Java ermöglichen die Vorteile der objektorientierten APIs zu nutzen. Sourcecode für verschiedenste Anwendungen ist ebenfalls vorhanden. Das Codeformat wurde mit Erscheinen der BeOS Release 4 auf das ELF-Format umgestellt und die gesamte GNU-Entwicklungsumgebung (Compiler, usw.) wird von nun an für BeOS eingesetzt werden und frei verfügbar sein. Wahrscheinlich ist auch mit neuen zusätzlichen Entwicklungsumgebungen zu rechnen! Einfachere Programmiertools wie z.B. Pe (Code Editor) und Eddie gibt es jetzt schon.

[3]

Das neue BeOS wird als "Internet-native" vermarktet, es beinhaltet also Netzwerk- und DFÜ-Features sowie alle notwendigen Anwendungen, um das Web zu nutzen. Sämtliche Netzwerkfunktionen basieren uneingeschränkt auf TCP/IP. Mit einem Standard-LAN-Adapter ist der Zugang zum Firmennetz somit kein Problem, vorausgesetzt, die installierte Karte wird unterstützt. Will man mit BeOS eine Verbindung zu einem Internet-Service-Provider (ISP) aufbauen, wird es schon wesentlich schwieriger. Wichtigste Voraussetzung: ein unterstütztes Modem für den Aufbau einer Telefonverbindung. Zwar bietet BeOS Support für eine ganze Palette von Modems, allerdings finden sich fast ausschließlich US-Versionen. Findet man sein Modem in der Palette, ist der Rest im Vergleich zu Windows oder schlimmer Linux ein Kinderspiel. Man gibt nur noch die Einwahlnummer und Paßwort des ISP ein ,und schon wählt BeOS beim Aufruf des BeOS-Webbrowsers die richtige Nummer, stellt eine Verbindung her, und dem Surfen im Web steht nichts mehr im Wege. Probleme hat man allerdings, wenn das Modem nicht in der Liste auftaucht oder man mittels ISDN ins Internet möchte, da kaum ein Hersteller passende BeOS-Treiber für seine Hardware bietet. Kompliziert erweist sich auch die Handhabung des mitgelieferten Mail-Tools. Über die E-Mail-Einstellungen lassen sich Mails zwar problemlos mittels POP von einem Server abholen, allerdings verlangt der Umgang mit dem Posteingang von BeOS ein wenig Gewöhnung.
Überhaupt erscheinen die Features von Be-Mail eher spartanisch. Die Oberfläche ist schlicht, aber intuitiv zu bedienen. Dasselbe gilt auch für den integrierten Webbrowser: einfach und eher langweilig in der Aufmachung, aber funktional. Will man BeOS als Webserver betreiben, bekommt man ebenfalls alles notwendige gleich mitgeliefert, konkret: File Server, FTP oder Webserver sind bereits integriert. Auffällig: Ein sicherlich ebenfalls wünschenswerter Mail-Server ist nicht in BeOS enthalten. Statt dessen können im E-Mail-Client unterschiedliche Accounts verwaltet werden.
Wer dennoch einen Mail-Server wünscht, wird auf den Webpages von Be fündig. Um es vorwegzunehmen: Mit Mail-Systemen wie Lotus oder Exchange können die BeOS-Lösungen nicht mithalten. Kompliziert erweist sich auch die Handhabung von BeOS als FTP- beziehungsweise Fileserver. Statt ordentlicher Server-Features basiert hier alles auf den zwar guten, aber sehr kompliziert zu handhabenden Funktionen des BeOS-Filesystems.
Mit dem im Lieferumfang enthaltenen Webserver Poorman kann man HTML-Pages, Grafikdateien und anderen Web-Inhalt publizieren. Das aber wirklich nur auf sehr einfachem Niveau. Schon bei komplexeren Java-Applets hat Poorman so seine Mühe. Java wird zwar von BeOS unterstützt, jedoch sollen Probleme beim Ausführen von Java-Applikationen auftauchen. Serverskripts wie etwa CGI sind auch nicht möglich. Ebenfalls undenkbar: Webserver-Erweiterungen, wie sie für Netscape- oder Microsoft-Webserver über deren API-Schnittstellen entwickelt werden können. Die Features, die in der Poorman-Console zum Management des Servers zur Verfügung stehen, sind auch eher dürftig ausgefallen. Wenn man einen Webserver installieren möchte, dürfte BeOS bei vielen Administratoren zur letzten Wahl gehören.

[4]

BeOS ist eigentlich das Non-Plus-Ultra für Spiele. Das hervorragende Handling von Video, 3D-Graphik und Sound ist den Ansprüchen der heutigen Spielergeneration gewachsen. Auf dem Bild unten: das legendäre Nerdkill , Axia und Betris.

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Für ein Betriebssystem, daß den Anspruch an sich stellt, perfekt zu sein, ist es natürlich unabdingbar, daß es mit auch mit nicht-eigenen Daten und Systemen zusammenarbeitet. Auch deshalb unterstützt auch BeOS die gängigen Standards für Netzwerke und Daten. Hier gibt es einige Beispiele für die BeOS Kompatiblität, die es Wert sind, erwähnt zu werden: Das BeOS Dateisystem und der Tracker unterstützen zB FAT/FAT32 und Macintosh formatierte (HFS) Laufwerke. Mit Erweiterungen kann auf ISO 9660, NFS (Network File System) und Medien weiterer Dateisyteme zugegriffen werden. Das bedeutet, daß man von BeOS Zugriff auf alle Dateien, auf sämtlichen Festplatten und Netzlaufwerken hat. Der Tracker erlaubt den problemlosen Zugriff auf alle gemounteten Dateisysteme. Dies gestattet das Lesen, Kopieren und Ausführen von Dateien, egal auf welcher Festplatte, welchem Server oder Diskettenlaufwerk.

PostScript und PCL Druckerunterstützung

BeOS bietet grundlegende Druckertreiber für PostScript und PCL Drucker. Es ist zudem ein Treiberinterface vorhanden, damit Druckerhersteller oder beliebige andere Entwickler High-Perfomance Druckertreiber für BeOS schreiben können.

Anti-Aliased Schriftarten

BeOS unterstützt nicht nur TrueType Schriftarten, es fügt ihnen sogar anti-aliasing Möglichkeiten hinzu. Die Schriften erscheinen glatter auf dem Bildschirm und sind somit auch wesentlich besser lesbar.

Unicode

BeOS beinhaltet auch den Support für Unicode. Die Anpassung von Schriftarten an Sprachen, die aus tausenden von Zeichen bestehen (z.B. Japanisch), ist somit wesentlich unproblematischer.

POSIX und die Befehlszeile

BeOS hat einen POSIX-komatiblen Layer, der es erm&ounml;glicht Unix Programme durch einfaches Recompilen auf BeOS laufen zu lassen. Es wird zudem mit der Anwendung "Terminal" ausgeliefert. Terminal bietet BeOS-Anwendern die Möglichkeit, die Bourne Again Shell (Bash)zu benutzen. Diese ist insbesondere in der Unix Gemeinde sehr populär. Als Anwender kann man so das System über die Befehlszeile bedienen (auch das bash shell scripting).

Run-Time Umgebung & Emulation

Der schon erwähnte SheepShaver ist eine MacOS Run-Time Umgebung. Er ist auf einer Power-PC basierenden Maschine problemlos lauffähig, wenn bereits MacOS installiert ist. Man kann mit Sheepshaver das MacOS innerhalb von BeOS starten und gewohnte Mac Programme in einem BeOS-Fenster laufen lassen. Selbst Kopieren und Einfügen zwischen MacOS und BeOS ist möglich. Für die x86 Systeme existieren derzeit noch keine vergleichbaren Umgebungen, obwohl einige Entwickler ein deutliches Interesse daran gezeigt haben.

Unterstützte Media-Dateiformale

Integrierte Unterstützung von vielen standartisierten Dateiformaten, wie zB: MPEG, AVI, Quick Time, WAV, AIFF, AU.

Codecs

Viele Arten von Codecs zum Komprimieren bzw. Dekomprimieren von Mulimediadaten werden unterstützt:
Video: MPEG-1, Indeo 5, Cinepak, PJPEG, MSVideo (CRAM), MS-RLE, Apple Video (RPZA)
Audio: ulaw, IMA4, MS-ADPCM.

Am 28.03.2000 war es endlich soweit: BeOS 5 personaledition wurde für die Öffentlichkeit freigegeben und auf vielen Servern der Welt bereitgestellt. Die Größe der Win32-Version beträgt 42,6 Mb und kommt als single-exe mit integriertem Installer.
Nach einem Doppelklick auf die Datei startet die Installationsprozedur. Hier kann der Umfang der mitgelieferten Anwendungen an die eigenen Bedürfnisse angepasst werden. Positiv für Computerneulinge fällt auf, daß sich das System danach selbstständig installiert und keine Fragen zur Hardware beantwortet werden müssen. Das Betriebssystem befindet sich nun in einer 500 Mb großen Imagedatei des jeweiligen 'Mutterdateisystems' und wird auch durch das Ausfüren im 'Mutter-OS' gestartet.
Man kann davon ausgehen, daß BeOS 5pe die Hardware vollständig erkennt, wenn es sich nicht um sehr exotische oder zu neue handelt. Ich meinem Fall blieben nur ein USB Zip 250 und der Infrarotport außen vor. Eine Hauppauge TV-Karte lief dagegen ohne nachträgliche Konfiguration.
Ein zum Betriebsystem gehöhrender Installer befähigt dazu, BeOs auf eine eigene Festplatte oder Partition zu spielen, wodurch die durch die Imagedatei beschränkte Dateisystemgröße von rund 500 Mb überschritten werden kann, was bei seriöser Anwendung eine Bedingung darstellen sollte.
Die Vielfalt und die Qualität der mitgelieferten Software ist nicht mit der kommerzieller OS zu vergleichen. Die Funktionalität und das Design müssen als teilweise spartanisch eingestuft werden. Als größte Entäuschung muß ich hierbei die Internet-Applikationen hervorheben, die keinesfalls den Stand von Zeit und Kunst widerspiegeln.
Vieles läßt darauf schließen, daß Be sein Engagement weg von der Betriebssystemsparte hin zu neuen Betätigungsfeldern (Be Internet Appliance) verschoben haben könnte, was widerum den Umstand der Abwendung von BeOS einiger namhafter Soundsoftware-Häuser wie Steinberg erklären würde, die ihre BeOS-Aktivitätet unbefristet für gestoppt meldeten.

BeOS ist trotz Release 4.5 relativ jung, und es gibt deshalb nur wenig Software für das neue Betriebssystem. Einzig im Internet auf der Webpages von BeOS (www.be.com) sowie im Be-Online-Shop (Be Depot unter www.bedepot.com) findet man verschiedene Tools und Applikationen. Viele der hier aufgelisteten Programme befinden sich zudem noch in einem relativ frühen Entwicklungsstadium.

Web

Analog	Portierung des bekannten Logfile-Analyzers
Be PDF	PDF-Reader
GNU Emacs	umfangreicher, professioneller Editor mit E-Mail- und FTP-Client und Modi für HTML und alle gängigen Programmiersprachen
HTTP Proxy	Proxy-Server
Netropolis	professioneller E-Mail-, FTP- und Webserver inklusive CGI und Remote Administration, kostenlos
Weboardo	grafischer HTML-Editor

Mail

Beatware Mail-It	umfangreicher Mail-Client mit Verwaltung mehrerer Konten und Filterfunktionen
Blister	E-Mail-Listserver
Pine	Portierung des bekannten textbasierten Mail- und News-Clients
Tumbla	E-Mail-Server mit Unterstützung für Mailing-Lists

FTP

Campus	Multiuser-FTP-Server
Get-It	Umfangreiches FTP-Tool, Gewinner des BeOS Masters Award
Net Penguin	FTP-Client mit Drag and Drop und Download-Resume
Synchronizer	Datei-Synchronisation mittels FTP
Samba for BeOS	Samba-Client (kein Server) für BeOS

News und Telnet

Be Informed	grafischer News-Client
Arp Telnet	grafische Telnet-Oberfläche

Office

Be Basics	Spreadsheet (Sum-It) und Seitenlayout-Programm (Writer) im Bundle
Be Plan	Notizbuch und Kalender
Gobe Productive	Integriertes Office-Paket mit Textverarbeitung, Spreadsheet, Präsentations-, Chart- und Grafikprogramm
Spellswell	Rechtschreibkorrektur (englisch)

• BeOS whitepaper http://www.be.com/products/freebeos/beoswhitepaper.html
• Mindworks BeOS Tour http://www.mindwork.de/tour/beostour.html
• c't - magazin für computertechnik Ausgabe 2/1998 Seite 138
• c't - magazin für computertechnik Ausgabe 9/1998 Seite 120

• [1] BeOS in Aktion von http://www.be.com/action/
• [2] Schutz des OS bei Anwendungsfehlern von http://www.mindwork.de/tour/beostour.html
• [3] Programmieren mit BeOS von http://www.mindwork.de/tour/beostour.html
• [4] Netzaktivitäten mit BeOS von http://www.mindwork.de/tour/beostour.html
• [5] Spielen unter BeOS von http://www.mindwork.de/tour/beostour.html