PalmPilot - Fachbereich Informatik

PalmPilot –
Spielzeug oder unverzichtbares Werkzeug?
Thiemo Ripper
Fachbereich 1 - Wirtschaftsinformatik
Technische Universität Darmstadt
Abstract
Der PalmPilot von 3COM ist derzeit der meist verwendete Personal Digital Assistant (PDA). Er basiert auf einem
Motorola-Prozessor aus der 68000er-Serie, auf dem das
R
zum Einsatz kommt.
speziell dafür entwickelte PalmOS
Vom PalmPilot existieren derzeit drei Modelle, wovon eins
ausschließlich für den amerikanischen Markt vorgesehen
ist. Im Gegensatz zu den CE-Modellen der Konkurrenz, besitzen die PDA’s von 3COM keine Farb-Displays, was sich
aber auch bis sp ätestens Mitte 2000 ändern soll. Mit ein
entscheidender Faktor f ür den Erfolg des PalmPilot ist die
leichte Bedienbarkeit, die nicht zuletzt durch die einfach erlernbare Graffiti-Sprache erreicht wurde. Einer der wichtigsten Fähigkeiten eines PDA ist die Synchronisation mit
einem Desktop-Rechner. Zu diesem Zweck wurde f ür den
PalmPilot das Konzept der Conduits entwickelt. Die absolute Internet-Tauglichkeit – in Bezug auf Darstellung von
Web-Seiten – kann der PalmPilot nicht f ür sich in Anspruch
nehmen, obwohl mit Web-Clipping ein erster Schritt in die
richtige Richtung unternommen wurde.
Keywords: PalmPilot, PDA, Mobilit ät, Synchronisation,
Internet
1 Einleitung
Noch vor wenigen Jahren wurde jeder belächelt, der
ernsthaft zu erklären versuchte, dass er sein “Digital Diary” produktiv einsetzt. Diesen Geräten fehlte einfach noch
die Interoperabilität, d.h. die Fähigkeit mit Anwendungssoftware auf einem Desktop-Rechner (im Weiteren als PC
bezeichnet) zu kommunizieren. Auch war es mühsam auf
den winzigen Tastaturen die Daten einzugeben. Mit dem
PalmPilot sollte sich das ändern.
War auch hier in den Anfängen eigentlich nur zu hören:
“Nettes Spielzeug, aber was willst du damit?”, so sprechen
die Verkaufszahlen mittlerweile eine andere Sprache: PDAs
sind stark im Kommen, und der PalmPilot ist in diesem
Marktsegment der unangefochtene Primus. 1
In diesem Artikel wird der PalmPilot näher vorgestellt.
Nach einem kleinen Einblick in die geschichtliche Entwicklung des PalmPilot werden die wichtigsten Komponenten
1 seit
1997 über 70% Marktanteil
betrachtet. Im Anschluss daran wird beschrieben, wie die
3COM die Datensynchronisation auf dem Palm realisiert
hat und welche Probleme beim Synchronisationsvorgang
auftreten können. Unterwegs den PC zu ersetzen, ist eine
von vielen Aufgaben des PDA. Ob er auch internet-tauglich
ist, wird in Abschnitt 5 geprüft. Zu diesem Zweck werden Problemstellungen und Lösungsansätze diskutiert. Abschließend erfolgt eine kurze Zusammenfassung sowie ein
Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.
Sofern nicht explizit erwähnt, beziehen sich alle
Ausführungen auf die derzeit in Europa erhältlichen Modelle IIIx und V.
2. Die Geschichte des PalmPilot
Die Erfolgsstory des PalmPilot begann in der USA 1996
mit der Markteinführung des Pilot 1000 – damals noch von
der Firma US Robotics. Noch im selben Jahr kam – nun
auch für den europäischen Markt – der Pilot 5000 heraus,
wobei der einzige Unterschied zwischen den beiden Modellen lediglich in der Größe des Hauptspeichers lag. Der
Pilot 1000 hatte nur 128 KB RAM, der Pilot 5000 hingegen schon 512 KB RAM. Diese Hauptspeichergröße erlaubt
ca. 5000 Einträge in Adressbuch, Kalender bzw. Merkzettel, bzw. die Installation weiterer Programme, deren durchschnittliche Größe 10-20 KB beträgt. Bis zur CeBit’97 wurden ca. eine Million Pilot-PDAs verkauft (vgl. [29] und
[46]).
Auf der Basis dieses Erfolges erschien im April 1997
die zweite Generation des PDAs unter dem Namen
“PalmPilot”.2 Diesen PalmPilot gab es in den Varianten “Personal” und “Professional Edition”. Beide Modelle besitzen ein Display mit Hintergrundbeleuchtung
und verfügen über 512 KB bzw. 1 MB RAM. DesR
2 enthaltene Systemweiteren wurde die im PalmOS und Anwendungssoftware verbessert und um eine KostenAbrechnungssoftware erweitert. Die “Professional Edition” erhielt zudem noch einen Mail-Client sowie TCP/IPUnterstützung (vgl. [29], [34]). Im Laufe des Jahres 1997
wurde US Robotics von 3COM übernommen.
Pünktlich zur CeBit ’98 erschien der PalmPilot III, der
ab diesem Zeitpunkt nur noch die Bezeichnung “Palm
III” hat (was auch ab sofort in diesem Artikel beibehalten
2 Die Namensänderung geschah infolge der Streitigkeiten um die ursprüngliche Bezeichnung “Pilot” (siehe dazu [29, S. 2]).
werden soll). Neben der offensichtlichen Integration einer
Infrarot-Schnittstelle finden sich die sonstigen Verbesserungen aber nur im Detail. Von außen sieht man dem neuen Palm an, dass er insgesamt flacher und von der Form
her ergonomischer gestaltet wurde. Das Display hat zum
Schutz eine Klappe bekommen und soll – dem Hersteller
zufolge – kontrastreicher sein. Neben 2 MB RAM erhält
der Palm III zusätzlich ein 2 MB großes Flash-ROM, in
R
3.0 liegt. Dieses Flash-ROM soll in
dem das neue PalmOS Zukunft dafür sorgen, dass Betriebssystem-Updates leichter
durchführbar sind 3 (vgl. [38] und [37]).
Wiederum zur CeBit – nur ein Jahr später – bietet 3COM
zwei neue Modelle des Palm an. Zum einen ist das der Palm
IIIx, der rein äußerlich absolut identisch zu dem Palm III
ist, jedoch über 4 MB Hauptspeicher und ein deutlich erkennbar besseres Display verfügt. Zweiter Neuling ist der
Palm V, welcher vor allem durch sein fast um 50% flacheres Aluminiumgehäuse auffällt. Der Palm V ist insgesamt etwas kleiner und hat dementsprechend auch an Gewicht verloren – er wiegt nur noch 113 g (zum Vergleich:
der Palm IIIx wiegt 170 g). Im Gegensatz zum Palm IIIx
verfügt der Palm V nur über 2 MB Hauptspeicher und da
das Gehäuse fest verschweißt ist, kann der Speicher theoretisch 4 nicht aufgerüstet werden. Auch dieses Gerät hat –
im Vergleich zum Palm III – ein wesentlich besseres Display, wobei die Entspiegelung nicht ganz so gut gelungen
ist. Zum ersten Mal erfolgt die Stromversorgung nicht über
herkömmliche AAA-Batterien, sondern über einen fest eingebauten Lithium-Ionen-Akku, der sich in der DockingStation aufladen lässt. Negativ bemerkbar macht sich jedoch
die geringe Kapazität des Akkus und die daraus resultierende relativ kurze Mobilitätsphase. Ein Vergleich: der Palm
IIIx läuft mit einer “Ladung” etwa 40 Stunden – der Palm
V kommt nur auf 10 Stunden (vgl. [18]). Beiden Versionen
gemeinsam ist der erstmalige Einsatz des neuen Prozessors
“EZ Dragonball” (s. Abschnitt 3.1.1) sowie die Integration
R
3.1 (s. Abschnitt 3.3). Detaillierte Beschreides PalmOS
bungen zu diesen beiden Modellen befinden sich unter [43]
bzw. [44].
R
3.2
Seit Mitte 1999 ist der Palm VII mit PalmOS verfügbar, allerdings ausschließlich in den USA. Dieses
Gerät verfügt über ein integriertes Funkmodem nach dem
IS-95 Standard, der wiederum nur in amerikanischen Mobilfunknetzen verwendet wird. Nach Aussagen von 3COM
sei die Unterstützung des europäischen GSM-Standards
zwar technisch machbar, bislang jedoch nicht geplant. Die
sonstige Ausstattung entspricht dem des Palm IIIx (vgl. [39]
und [47]).
Die numerische Lücke zwischen den Modellen III und
V wurde von 3COM bewusst gelassen, da die Zahl 4
im asiatisch-pazifischen Raum Schlechtes bedeuten würde.
Der Sprung von V auf VII wurde gewählt, um den revolutionären Schritt der drahtlosen Anbindung eines Gerätes an
das Internet zu dokumentieren (s. [39] u. [30, Kapitel 1]).
3 Den ersten Einsatz hatte diese Architektur Ende 1999 mit der
Veröffentlichung des PalmOS R 3.3.
4 Unter [31] lässt sich nachlesen, dass eine Aufrüstung mit kleinen
Schönheitsfehlern doch möglich ist.
3. Die Technologie des PalmPilot
Dieses Kapitel wird Aufschluss über die technischen
Details des Palm geben. Unter anderem soll geklärt werden, welche Hardware eingesetzt wird und wie diese
den besonderen Mobilitätsanforderungen Rechnung trägt.
Außerordentlich wichtig bei Mobilrechnern ist die Frage nach dem Stromverbrauch, bzw. nach der Haltbarkeit
der Batterien. Wie der Palm in dieser Disziplin abschneidet wird in Abschnitt 3.2 behandelt. Bei der Betrachtung
des Betriebssystems wird unter anderem auf die Architektur und die Unterschiede zwischen einzelnen Versionen
R
eingegangen. Ob der Anwender bereits mit
des PalmOS
der Basis-Software-Ausstattung in der Lage ist, den Palm
produktiv zu nutzen, wird Gegenstand des Abschnitts 3.4
sein. Den Abschluss bildet die Beschreibung der BenutzerSchnittstelle.
3.1. Hardware
Der vorliegende Abschnitt wird sich bei der Betrachtung der Hardware auf die Bereiche Prozessor, Display und
Schnittstellen beschränken, da davon auszugehen ist, dass
diese Bereiche für den Anwender am interessantesten sind.
3.1.1. Prozessor
Im Palm arbeitet ein eingebetteter Motorola-Prozessor
mit der Typenbezeichnung MC68EZ328 DragonBall-EZ.
Getaktet wird dieser mit 16,58 MHz (wobei 20 MHz vom
Prozessor aus möglich sind) und ist vom Design her kompatibel zu einem Motorola-Prozessor der 68000er-Serie.
Weiterhin integriert wurden ein Interrupt-Controller, ein
DRAM-Controller, Watchdog sowie diverse Peripheriebausteine. Der Aufbau dieses Chips ist in Abbildung 1 wiedergegeben.
8-/16-Bit
68000 BUS
INTERFACE
SYSTEM
INTEGRATION
MODULE
(SIM28)
CLOCK
SYNTHESIZER
AND
POWER
CONTROL
RTC
PROCESSOR
CONTROL
AND
EMULATION
& BOOTSTRAP
INTERRUPT
CONTROLLER
68EC000 HCMOS
STATIC
CORE
16-BIT
TIMER
MODULE
68EC000 INTERNAL BUS
DRAM
CONTROLLER
LCD
CONTROL
MODULE
SPI
PWM
UART
WITH
INFRA-RED
SUPPORT
Abbildung 1. Architektur des MC68EZ328
(vgl. [25])
Grundsätzlich unterstützt der DragonBall vier Graustufen, deren Nutzung ursprünglich schon für den Palm
III vorgesehen war. Während des Entwicklungsprozesses
stellte sich jedoch heraus, dass dadurch die Kontrastregelung immer komplizierter wird, sodass die bewährte s/wDarstellung beibehalten wurde. Sowohl der nächste Prozessor, der “DragonBall VZ”, als auch das kommende
R
3.5 werden farbige Darstellung ermöglichen (s.
PalmOS
dazu [27] bzw. [17]).
Der Prozessor kennt drei Grundzustände: running, dozing und sleeping. Die meiste Zeit wird die Hardware im
Zustand “sleeping” verbringen. Während dieser Zeit wird
der Takt abgeschaltet und der Stromverbrauch somit auf
ein Minimum reduziert. Wenn der Palm eingeschaltet bzw.
durch einen der vier Funktionsknöpfe aktiviert wird, dann
wechselt der Prozessor in den Zustand “dozing”. Um Eingaben des Benutzers nicht zu verpassen, wird der Prozessor von der Timer-Hardware ca. 100mal pro Sekunde
kurzzeitig aufgeweckt. Erfolgt innerhalb eines einstellbaren
Zeitraums keine Eingabe, werden sowohl Liquid-CrystalDisplay (LCD) als auch Digitizer wieder abgeschalten –
der Prozessor wechselt wieder in den Zustand “sleeping”.
Nur wenn während der “dozing”-Phase tatsächlich eine Aktion vom Benutzer kommt, wechselt der Prozessor in den
Zustand “running”, um unmittelbar anschließend wieder in
den Zustand “dozing” zurückzukehren. Dieser intelligente
Mechanismus sorgt dafür, dass ein Satz Batterien u.U. mehrere Monate lang halten kann (vgl. [21], [22], [24], [43],
[44] und [23]). Eine Auflistung aller technischen Unterlangen über den “EZ Dragonball” befindet sich unter [26].
3.1.2. Display
Das berührungsempfindliche Graustufen-LCD stammt
von der Firma Epson und kann 160x160 Pixel auf einer
Fläche von 36 cm 2 darstellen. Im Vergleich zu den anfangs verwendeten LCD sind die momentan eingesetzten
deutlich kontrastreicher, wobei das Problem der Entspiegelung immer noch nicht befriedigend gelöst wurde. Durch
die Anbringung von Schreibschutz-Folien lässt sich dem
entgegenwirken. Zum einen wird dadurch die Oberfläche
des LCD vor Kratzern seitens des Eingabestifts geschützt,
andererseits erzeugt die Folie eine aufgerauhte Oberfläche,
was eine deutliche Entspiegelung zur Folge hat. Wird beim
Palm IIIx der Kontrast noch mechanisch über ein Rädchen
an der Gehäuseseite geregelt, übernimmt dies beim Palm
V eine leicht zugängliche Software. Zudem weist das LCD
des Palm V keine Geister-Linien 5 auf, was auf den etwas dunkleren Hintergrund zurückzuführen ist, wodurch
die Darstellung insgesamt noch etwas kontrastreicher wirkt.
Bei Aktivierung der Hintergrundbeleuchtung hinterlässt jedoch der Palm IIIx einen minimal besseren Eindruck. Im
Gegensatz zu den Vorgängermodellen wird nicht mehr der
Hintergrund beleuchtet, sondern die dunklen Pixel. Der
Benutzer gewinnt dadurch den Eindruck, die Darstellung
würde invertiert. 6 Insgesamt konnte durch das kontrastreichere Display und der damit verbundenen eingeschränkten
Nutzung der Hintergrundbeleuchtung sowie deren “Invertierung”, der Stromverbrauch deutlich gesenkt werden (vgl.
[21], [43] und [44]).
3.1.3. Schnittstellen
Der Palm besitzt zwei Hardware-Schnittstellen: eine
R
wird die
serielle- und eine IrDA-Schnittstelle. Im PalmOS serielle Schnittstelle durch den Serial Manager verwaltet
(s. Abbildung 2). Um nicht unnötig Strom zu verbrauchen,
muss der Serial Manager sehr effektiv mit der Prozessorbeanspruchung umgehen. Dies wurde dadurch erreicht, indem
5 Diese
zeigen sich beim Palm IIIx, wenn der Kontrast minimiert wird.
Software bzw. ShortCut-Funktion lässt sich aber auch wieder die
“gewohnte” Hintergrundbeleuchtung aktivieren (s. [30, Kapitel 18]).
6 Per
Modem
Manager
Connection
Management
Protocol (CMP)
Desktop Link
Protocol (DLP)
Packet Assembly/
Disassembly Protocol
Serial Link
Protocol (SLP)
Serial Manager
Serial Port
Modem
(optional)
Hardware
Abbildung 2. Architektur des Serial Manager
(aus [14], S.192)
der Empfang interrupt-gesteuert erfolgt und der Sendevorgang über einen Polling-Mechanismus abgewickelt wird.
Mit dem Palm III wurde der “New Serial Manager” eingeführt. Im Unterschied zu seinem Vorgänger kann er mehrere serielle Verbindungen (sowohl physikalisch als auch
virtuell) gleichzeitig verwalten. Im Wesentlichen bedeutet
dies, dass Anwendungen die Möglichkeiten haben eigene
Verbindungskanäle auf Port-Ebene zu definieren und diese beim Serial Manager als virtuellen Port (Kanal) zu registrieren (s. [14, Kapitel 9]). Die genaue Schnittstellenbeschreibung / Pinbelegung für den Palm V findet man unter
[12], die der restlichen Modelle unter [9].
Von der Anwendungsseite betrachtet, dient die serielle
Schnittstelle primär zum Datenabgleich mit dem PC (beim
Palm V auch zum Aufladen der Akkus). Bei einer konfigurierbaren Datenrate von maximal 115,2 Kbit/s wird der
Palm zu diesem Zweck über die Docking-Station an den
PC angeschlossen. Der Palm-Besitzer muss aber keineswegs auf mobile Kommunikation verzichten, denn auch
(GSM-) Modems lassen sich über sogenannte Snap-Ons
an den Palm anschließen. Für Bastler und Nicht-Palm VBesitzer kann es u.U. interessant sein, die Docking-Station
zudem noch als Ladestation für Akkus zu verweden; eine
Umbau-Anleitung befindet sich unter [20].
Die in den Palm integrierte Infrarot-Schnittstelle bildet fast den kompletten IrDA-Stack ab (vgl. Abbildung 3).
Abänderungen wurden lediglich auf höchster Ebene vorgenommen, wo nur das eher selten verwendete IrOBEX als
Kommunikations-Protokoll realisiert wurde. IrOBEX ist ein
Objekt-Austausch-Protokoll, d.h. es kann dazu benutzt werden – wie im Falle des Palm – Visitenkarten, KalenderEinträge oder ähnliche Objekte zwischen zwei Geräten
auszutauschen. Ursprünglich hatte 3COM die InfrarotSchnittstelle nicht für den Datenabgleich mit dem PC vorgesehen. Um dennoch die IrDA-Unterstützung (mit maximal 56 kbit/s) zu aktivieren, musste der Benutzer ein
R
Treiber-Update [2] installieren. Ab PalmOS 3.3 ist die er-
IrComm
(
(
IrLAN
ab PalmOS® 3.3
IrOBEX
…
TinyTP
IrLMP
IrLAP
SIR
FIR
Abbildung 3. IrDA-Stack des Palm (vgl. [14, S.
225])
weiterte IrDA-Unterstützung, bei einer maximalen Datenrate von 115 Kbit/s, standardmäßig integriert. Dazu wurde auf
höchster Ebene das Protokoll IrComm implementiert, welches die Simulation einer seriellen Schnittstelle ermöglicht
(vgl. [32], [14, S. 225f.], [8] u. [43]).
Der nächste logische Schritt ist die Integration einer
Funkschnittstelle. Im Bereich amerikanischer (Mobilfunk-)
Weitverkehrsnetze hat 3COM mit dem Palm VII diesen
Schritt bereits vollzogen. Aber auch im Nahbereich zeichnen sich deutliche Tendenzen ab: für den Visor 7 erschien Ende 1999 ein Springboard-Modul names BlueConnect auf dem Markt, welches 1 Mbit/s-Verbindungen
zu einem BlueTooth-Server in einem Umkreis von bis zu
200 m ermöglichen soll (s. [48] und [4]). Ein weiteres
Springboard-Modul für WaveLAN-Anbindung ist in Vorbereitung (s.[5]).
3.2. Stromversorgung und Power-Management
an, was sich allerdings auf den doppelten RAM-Ausbau
zurückführen lässt. Ein Vergleich mit dem Palm V ist wegen des Einsatzes von Lithium-Ionen-Akkus etwas problematisch. Theoretisch müßte eine Akku-Ladung des Palm V
für 10-12 Std. reine Betriebszeit ausreichen; die Meinungen
gehen an dieser Stelle jedoch auseinander (vgl. [21], [43],
[44] und [36]).
3.3. Betriebssystem
R
Das PalmOS
ist ein Singletasking-Betriebssystem, d.h.
obwohl sich alle Anwendungen gleichzeitig im Speicher befinden, ist zu jedem Zeitpunkt maximal nur eine davon aktiv. Die Verarbeitung der Eingaben erfolgen ereignisgesteuert, dazu wurde in jedem Programm eine große EreignisSchleife implementiert. Die Kommunikation der Programme untereinander erfolgt über sog. “Action-Codes” oder
auch “Launch-Codes”. Für den Programmierer stellt das
Betriebssystem nicht nur Routinen zum Aufbau grafischer
Benutzeroberflächen bereit, sondern bietet über verschiedene Manager auch zahlreiche Hilfsfunktionen an (vgl. [21]).
Eine Beschreibung der API findet man unter [15].
Im Herbst 1999 veröffentlichte 3COM das
R
3.3-Upgrade für alle Besitzer eines Palm Pilot
PalmOS
9
Pro , III, IIIx, V sowie allen baugleichen IBM-Workpads.
Zu den Verbesserungen zählen u.a. ein schnellerer HotSync
10
, Verbesserungen in Bereich von Infrarot-Unterstützung
und Power-Management, erweiterte Möglichkeiten für
Anmelde-Skripte bei den Netzwerkeinstellungen und das
neue Euro-Symbol. Detaillierte Beschreibungen zu allen
Verbesserungen befinden sich unter [8], [7] und [36].
Bis auf den Palm V beziehen alle Modelle die benötige
Spannung aus zwei AAA-Zellen. 8 Offiziell (s. [6, S. 188])
dürfen nur Alkali-Zellen verwendet werden, da wiederaufladbare Akkus nicht unterstützt würden und es u. U. zu
Datenverlusten kommen kann. Dies ist nur zum Teil richtig. Der “Stromhaushalt” wird intern vom Palm anhand von
R
integriert
Entladekurven berechnet, die in das PalmOS sind. Da Akkus jedoch nur 1,2 V – statt der erwarteten 1,5
V einer Micro-Zelle – liefern, führt das zu falschen Berechnungen der noch vorhandenen Restkapazität und somit auch
R
3.3 sind
zu den angeführten Problemen. Ab dem PalmOS jedoch Entladekurven für alle gängigen Batterie-Typen integriert, welche sich durch eine undokumentierte Funktion
einstellen lassen (s. [19]).
Über das Power-Management lässt sich generell sagen,
dass es mit jeder Entwicklungsstufe von Prozessor bzw.
Betriebssystem effizienter gestaltet werden konnte. Für die
R
3.1 und dem “DragonBall EZ”
Kombination aus PalmOS können im Vergleich zum Palm III folgende Aussagen gemacht werden: im “running”-Modus wurde der Stromverbrauch um bis zu 80% bei einzelnen Aktivitäten reduziert.
Sowohl im “sleeping”- als auch im “dozing”-Modus stieg
der Stromverbrauch des Palm IIIx jedoch um knapp 20%
3.4. Software-Basis-Ausstattung
7 Der Visor stammt von Handspring und ist ein lizensierter Palm-Clone.
Handspring wiederum wurde von den Erfindern des Palm gegründet (siehe
auch [41]).
8 Die in Deutschland übliche Größenbezeichnung ist “Micro”.
das 2 MB-FlashROM-Update installiert ist
Bezeichnung für den Synchronisationsvorgang des Palm mit
einem anderen Rechner; siehe dazu Abschnitt 4.1.
11 wie z.B. Geburtstage
Zu der Software-Basis-Ausstattung gehören die Programme: Kalender, Adresse, Aufgaben, Merkzettel, Kosten,
Mail, Rechner, Sicherheit und HotSync. Für die ersten vier
– die Hauptapplikationen – besitzt der Palm am unteren Ende einen eigenen Knopf, der dem Benutzer einen schnellen
Zugriff auf diese Programme ermöglicht. Die beiden wichtigsten Programme werden nachstehend kurz vorgestellt.
Der Kalender ist absolut praxistauglich. Dies lässt sich
schon allein aus der Tatsache ableiten, dass es zwar eine
schier unendliche Menge von Zusatzprogrammen gibt, jedoch nur ganz wenige davon die Kalenderfunktion ersetzen wollen. Der Kalender verfügt über Tages-, Wochen- und
Monatsansichten, die sich jederzeit umschalten lassen. Am
oberen Bildschirmrand wird, abhängig von der gewählten
Ansicht, ein Menü eingeblendet, anhand dessen der Benutzer bequem zwischen Tagen, Wochen und Monaten wechseln kann. Die Darstellung der Termine ist konfigurierbar.
Neben den üblichen Zeitangaben lassen sich zu jedem Termin zusätzlich noch Notizen eingeben. Sowohl Serien- als
auch zeitlose Termine 11 sind ohne Probleme möglich.
Über den zweiten Knopf wird das Adressbuch aufgerufen. Die Menge der Informationsfelder, die für jeden Ein9 sofern
10 Offizielle
trag bereitgestellt werden, orientiert sich an denen moderner Personal Information Manager (PIM), wie z.B. Outlook.
Der Suchzugriff auf einen bestimmten Eintrag wird dadurch
erleichtert, dass die Listenanzeige sich dem Namen nähert,
der im Graffiti-Feld eingeben wird.
Insgesamt zeichnen sich alle Programme durch leichte
Bedienbarkeit und angemessene Funktionalität aus. Die Installation zusätzlicher Programme ist für den alltäglichen
Bedarf nicht zwingend notwendig. Eine genaue Beschreibung der vorinstallierten Programme, sowie DownloadTipps finden man in [30, Kapitel 4 und 5 sowie Appendix
A].
3.5. Die Benutzer-Schnittstelle
Mit ein Hauptziel bei der Entwicklung von PDAs ist
es, möglichst viel Funktionalität auf kleinstem Raum unterzubringen, d.h. der Rechner muss in die Hemdtasche
passen, ohne dass der Benutzungskomfort des PDA darunter zu leiden hat. Bei 3COM wurde dieses Problem durch
ein drucksensitives Display, eine Zeichensprache und einem
Stift gelöst – der Palm ist also der erste PDA, der vollständig
auf eine Tastatur verzichtet.
Unterhalb des Displays, eingerahmt von vier “SoftwareTasten”, befindet sich das Eingabefeld des Palm. Im Gegensatz zu Konkurrenzprodukten lernt der Palm nicht die Handschrift des Benutzers, sondern vielmehr muss der Benutzer
die “Sprache” des Palm lernen: Graffiti. Dies hat sowohl
Vorteile als auch Nachteile. Die Nachteile ergeben sich daraus, dass der Benutzer zum einen das palm-eigene Alphabet
lernen und zum anderen sich in der Schreibweise (auf dem
Palm) den Besonderheiten von Graffiti anpassen muss. Diese sind:
Jedes Zeichen muss einzeln eingegeben werden.
Die Eingabe eines Zeichens muss ohne Unterbrechung
erfolgen.
Jedes Zeichen besteht aus einer einzigen Eingabelinie.
In Abbildung 4 sind die Eingabelinien der Buchstaben
“a” bis “j” dargestellt; die Eingabe startet jeweils an
dem Punkt.
Zur Unterstützung kann sich der Benutzer jederzeit die
Graffiti-Hilfe oder eine virtuelle Tastatur einblenden lassen.
Demgegenüber stehen die Vorteile: das Eingabe-Alphabet
ist leicht erlernbar, da es sich überwiegend an den Großbuchstaben orientiert (s. Abbildung 4). Zudem ist durch
Abbildung 4. Auszug aus dem EingabeAlphabet
die feste Implementierung der Sprache im Betriebssystem
der gesamte Zeichenvorat sofort verfügbar, d.h. es entstehen keine “Anlernphasen” und somit auch kein zusätzlicher Energieverbrauch. Weiterhin ist die Schrifterkennung
verlässlich, d.h. Erkennungsprobleme können auf unsaubere Eingaben reduziert werden und hängen nicht von der Interpretation einer eben erst erlernten “Schrift” ab.
An dieser Stelle muß nochmal deutlich darauf hingewiesen werden, dass ein PDA – wie auch immer geartet – den
PC nicht ersetzen kann. Er kann nur versuchen den Benutzer unterwegs bestmöglich zu unterstützen. Weder Bildschirm noch Stifteingabe lassen ergonomisches Arbeiten
über einen längeren Zeitraum zu. Dies kann auch durch die
für den Palm verfügbare Tastatur [1] nicht geändert werden.
4. Datensynchronisation unter den verschiedenen Betriebssystemen
Was nützt einem der beste PDA, wenn die auf dem PC
installierte Software diesen nicht unterstützt? Dass diese
Angst mittlerweile unbegründet ist, wird in Abschnitt 4.2
gezeigt. Davor soll jedoch erläutert werden, wie die Synchronisation technisch realisiert worden ist. In diesem Zusammenhang wird zunächst auf das Datenverwaltungsschema eingegangen, um im Anschluss die Arbeitsweise der,
zum Synchnisationsvorgang notwendigen, Conduits besser
nachvollziehen zu können.
4.1. Synchronisation
Der Palm besitzt kein herkömmliches Datei-System,
sondern applikationsspezifische Datenbanken. Jedes Programm auf dem Palm verfügt eine eigene (eindeutige)
Creator-ID 12 , unter der auch die jeweiligen Daten abgelegt werden. Desweiteren wird bei diesem indexsequenziellen Datenbankmodell jeder Datensatz innerhalb einer Datenbank eindeutig über eine Record-ID identifiziert. Zusätzlich hat jeder Datensatz noch ein Modification-Flag, welches nach Änderungen der darin enthaltenen Daten gesetzt
wird. Die einzelnen Einträge können beliebig groß und an
einer beliebigen Stelle im Speicher abgelegt sein, da nur
Zeiger verwaltet werden.
Zur Datensynchronisation mit anderen Rechnern galt es,
einen Mechanismus zu entwickeln der schnell ist, Datenverluste ausschließt und Konfliktsituationen ohne Benutzereingriff zu regeln. Zu diesen Designvorgaben entwickelte 3COM das Konzept der Conduits. Ein Conduit ist eine
applikationsspezifische Direct-Link-Library (DLL), welche
die gesamte Logik zum Abgleich der Datensätze enthält.
Das bedeutet, dass für jede Applikation, die Daten mit dem
PC abgleichen will, ein eigenes Conduit installiert werden
muss (s. Abbildung 5). Bei einen Synchonisationsvorgang
kann das Conduit anhand der Creator-ID erkennen, welche
Datensätze zur eigenen Applikation gehören und ggf. übertragen werden müssen.
Zentrale Bedeutung bei der Kommunikation erlangt der
HotSync-Manager (HSM). Dieser überwacht den Synchronisationsprozess und ruft die installierten Conduits der Reihe nach auf. Wenn bei einem Synchronisationsvorgang Fehler auftreten (z.B. hervorgerufen durch Änderung eines Datensatzes auf beiden Systemen), dann meldet das der HSM
an den sogenannten Notifier. Der Notifier gibt auf beiden
Systemen eine entsprechende Meldung aus, wobei die Fehlerursache letztlich der Protokoll-Datei zu entnehmen ist.
12 Die Creator-ID muss von Software-Autoren für jedes Programm beantragt werden, damit Eindeutigkeit gewährleistet werden kann (vergleichbar
mit der Vergabe der MAC-Adressen bei Netzwerkkarten).
DesktopApplikationen
Desktop-PC
Conduits
Adressbuch
Kalender
HotSyncManager
Aufgaben
Merkzettel
Mail
HotSyncTransport
chen.
Unter [3] steht eine betriebssystem-übergreifende Liste
der derzeit gebräulichsten PIM und von welchen kommerziellen Conduit-Paketen diese unterstützt werden.
Kosten
Abbildung 5. Conduit-Architektur
Daten gehen dabei nicht verloren, da von dem betroffenen
Datensatz beide Versionen gehalten werden und der Benutzer dazu aufgefordert wird, sich des Problems anzunehmen.
In vielen Fällen ist es so, dass ein Palm gleichzeitig an
mehreren PCs benutzt wird, bzw. mehrere Palms am gleichen PC synchronisiert werden. Die Identifikation der Benutzer und Geräte erledigt der HSM anhand der PC ID
und der user ID. Beides sind Pseudo-Zufallszahlen, die
der HSM bei der ersten Synchronisation erzeugt. Benötigt
werden diese Identifikatoren bei der Entscheidung, welcher
Synchronisationstyp ausgeführt werden soll. Die ausf ührliche Synchronisation (SlowSync) ignoriert die ModificationFlags der einzelnen Datensätze und gleicht diese Stück für
Stück ab (! vollständige Synchronisation). Die schnelle Synchronisation (FastSync) gleicht nur die Datensätze
ab, deren Modification-Flag gesetzt wurde (! Minimierung der Transferdauer). Die Entscheidung, welche Variante gewählt wird, hängt von dem Ergebnis des IDVergleichs der jeweils zuletzt durchgeführten Synchronisation ab. Wenn das Paar (PC ID, user ID) auf dem Palm
mit dem auf dem PC übereinstimmt, dann erfolgt eine
schnelle Synchronisation – in allen anderen Fällen erfolgt
die ausführliche Synchronisation. Durch dieses Vorgehen
können Dateninkonsistenzen effizient verhindert werden
(vgl. [21], [30] und [10]).
4.2. PIM-Software
Wurde im vorangegangen Abschnitt erklärt, wie die
Synchronisation der Daten funktioniert, so wird nunmehr
auf die Umsetzung dieses Konzepts im Bereich der PIMSoftware für die unterschiedlichen Betriebssysteme eingegangen.
Erwartungsgemäß haben es Windows-Benutzer am einfachsten, da 3COM mit dem Palm Desktop schon einen einfachen PIM dem Palm beilegt und auf Wunsch Conduits für
Microsoft Outlook installieren kann.
Der Macintosh-Anwender benötigt zusätzlich noch das
MacPack2, um überhaupt einen Synchronisationsvorgang
durchführen zu können. Neben dem aus der Windows-Welt
bekannten Palm Desktop erhält das MacPack2 noch weitere Conduits von Drittherstellern, sodass der Anwender auch
hier nicht auf den eher schlicht gehaltenen Palm Desktop
angewiesen ist (s. [11] u. [33]).
Für Linux bietet 3COM bislang überhaupt keine Unterstützung an. Mit dem KPilot und dem JPilot existieren
auch für dieses Betriebssystem zumindest zwei Softwarepakete, die dem Linux-Anwender eine Anbindung ermögli-
5. Internet
Die Ausgangsbasis der folgenden Betrachtung ist das
Streben nach vollständiger Mobilität, d.h. es dürfen keine
Einschränkungen bezüglich Aktionsradius oder Ortsgebundenheit gemacht werden. Demzufolge kommt als Kommunikationskanal nur der Mobilfunk infrage. Die Frage, ob
das Modem über Infrarotübertragung, ein Snap-On oder ein
Programm realisiert wird, ist an dieser Stelle nicht weiter
von Bedeutung.
Bevor konkrete Lösungsansätze präsentiert werden, ist
es notwendig, sich über die besonderen Anforderungen und
Problematiken im Klaren zu sein. Im Anschluss daran wird
das von 3COM erarbeitete Modell ausführlich vorgestellt.
Der Abschnitt 5.3 zeigt alternative Lösungen. Abschließend
erfolgt eine kritische Bewertung.
5.1. Probleme und Anforderungen
Hinsichtlich der Darstellung von Web-Seiten ergeben
sich die ersten Probleme schon durch das Display. Das Web
lebt von der bunten Darstellung – der Palm kann derzeit jedoch nur 4 Graustufen darstellen. Geht man weiterhin davon aus, dass das Layout vieler Web-Seiten auf 800x600
oder mehr Pixel konzipiert wurde, so ist auch die Displaygröße (160x160 Pixel) ein stark einschränkender Faktor.
Je größer und aufwendiger Web-Seiten gestaltet sind, desto mehr Daten müssen übertragen werden. Ebenso interessant ist die Behandlung von aktiven Elementen (z.B. Werbebannern, Animated Gifs, etc.), die gleich mehrere negative Eigenschaften haben. Zum einen beansprucht die wechselnde Darstellung ständig den Prozessor und setzt somit
das Power-Management – einen Mechanismus der wesentlich zur “Ausdauer” des Palms beiträgt – außer Kraft. Zum
anderen benötigen sie zusätzliche Kapazitäten bei der Datenübertragung. Die Erhöhung des Übertragungsvolumens
hat einen überproportionalen Anstieg der Dauer, bis eine Seite auf dem Palm angezeigt werden kann zur Folge.
Dieser Anstieg lässt sich dadurch erklären, dass viel mehr
Daten die Engpässe “Mobilfunk” und “Prozessor” passieren müssen. Die von 3COM entwickelte Technologie zur
Darstellung von Web-Inhalten wird im folgenden Abschnitt
vorgestellt.
5.2. Web-Clipping
Die von Palm Computing entwickelte Technologie, Informationen aus dem Internet auf dem Palm darzustellen,
heißt Web-Clipping und beruht auf folgendem Ansatz: das
Anliegen des Anwender besteht nicht darin, sich über Hyperlinks “durch das Internet zu klicken”, sondern vielmehr,
gezielt Informationen abzufragen, wie z.B. Börsenkurse,
Nachrichten, Postleitzahlen, etc. Von Interesse sind im Wesentlichen aber nur die “Roh-Daten”, die eine Abfrage liefert und nicht die komplette Web-Seite, in welche die Daten
eingebettet werden.
Web-Browsing
Web-Clipping
Internet
Internet
Desktop-PC
Server
Server
Palm VII
HTML Form
is stored
on device
HTML Form
CGI Script
Database
CGI Script
Database
Abbildung 6. Browsing vs. Clipping (aus [13])
Zu diesem Zweck erschuf 3COM das Konzept der Palm
Query Applications (PQA). Jede PQA besteht aus Abfrageund Antwortformularen, die speziell für einen InternetDienst programmiert worden sind, d.h. für jede “Informationsart” ist eine eigene Applikation notwendig. Nach der
Installation der PQAs befindet sich der HTML-Code quasi
lokal auf dem Palm. Der PDA muss nur noch die vom Benutzer gewünschten Daten in die entsprechenden Formulare integrieren und anzeigen (s. Abbildung 6). Eine typische
Anwendung wird etwa 50 Bytes verschicken, etwa 500 Bytes empfangen somit die Antwortseite nach ca. 10 s darstellen können. Insgesamt lässt sich durch diese Methodik
das Transfervolumen und damit auch die Prozessorlast minimieren. Dies wirkt sich positiv auf die Geschwindigkeit
und Batterielebensdauer aus.
Der PQA kommuniziert nicht direkt mit dem Internet,
sondern mit dem Web-Clipping-Proxy-Server des 3COMData-Center (s. Abbildung 7). Der Proxy-Server setzt die
Web-Clipping-Proxy
Weather
Travel
SSL
HTTP
TCP
Base Stations
Traffic
News
Internet
Compression
Encryption
UDP
E-Commerce
Bellsouth
Wireless Data
Network
Stocks
Sports
3COM-Data-Center
Palm VII
Abbildung
(aus [13])
7.
Web-Clipping-Proxy-Server
Anfrage um und gibt diese an den adressierten InternetDienst weiter. Der Rückweg erfolgt analog. Wie aus Abbildung 7 ersichtlich, ist auch verschlüsselte Kommunikation
möglich (z.B. bei E-Commerce Anwendungen). Zwischen
Internet und Proxy wird dazu das SSL-Protokoll [28] eingesetzt; die Verschlüsselungsroutinen zwischen Proxy und
Palm basieren auf Elliptischen Kurven [35].
Das hier vorgestellte Verfahren findet bereits in den USA
auf dem Palm VII seine Anwendung. Nach offiziellen An-
gaben ist die inhaltliche Übertragung auf die Modelle Palm
IIIx bzw. Palm V problemlos möglich, jedoch ist die Integration der anderen Mobilfunkstandards in den Palm bislang noch nicht vorgesehen. Da 3COM in Europa bislang
noch keine Kooperation mit einem Mobilfunknetzbetreiber
eingegangen ist, stellt zudem auch noch die technische Infrastruktur ein Problem dar (vgl. [13] u. [16]).
5.3. Browser für den Palm
Die Besitzer von PalmPilot Pro bis Palm V müssen auf
das Internet nicht verzichten, sofern sie über die notwendige
Hardware verfügen (GSM-Modem, Adapterkabel, etc.). Bei
den aktuellen Browser-Lösungen (s. [45]) handelt es sich im
Wesentlichen um zwei Varianten:
Die erste Variante ähnelt stark der des im vorangegangen Abschnitt vorgestellten Web-Clippings. Der Browser
kontaktiert einen software-spezifischen Proxy-Server, der
wiederum die gewünschte Seite aufruft, diese in ein palmgerechtes Format transformiert, um sie anschließend auf
den PDA zu übertragen.
Die zweite Variante bildet quasi den Desktop-Browser
ab, d.h. der Palm-Benutzer baut die Verbindung zum Internet direkt über einen beliebigen Internet Service Provider (ISP) auf. Die sehr rechenintensive Verarbeitung der
heruntergeladenen Web-Seiten erfolgt ausschließlich über
die Browser-Software auf dem Palm. Insgesamt gesehen ist
es dies auch ein sehr zeitintensiver Vorgang, da komplette
Web-Seiten über ein schmalbandiges Netz übertragen werden müssen.
5.4. Bewertung
Der Palm ist definitiv nicht dafür konzipiert worden, um
stundenlang im Internet zu surfen. Eine Konvertierung des
Original-Layouts auf “Palm-Format” ist unerlässlich. Damit stellt sich nur noch die Frage, wo konvertiert wird.
Bei zwei Verfahren übernimmt das “Downsizing” ein
Proxy-Rechner im Internet. Die beiden Verfahren unterscheiden sich weiterhin in der Flexibilität, auf BenutzerWünsche reagieren zu können. Während Web-Clipping den
Anwender auf bestimmte Internet-Dienste einschränkt, u.a.
auch dadurch, dass erst ein PQA vorhanden sein muss, bevor Daten abgefragt werden können, kann der Anwender
mit einem “gewohnten” Browser spontaner agieren. Von der
Geschwindigkeit her ist das “Clipping” dem “Browsing”
in jedem Fall überlegen, da die benötigten Seiten-Layouts
schon auf dem Palm installiert sind. Problematisch bei beiden Varianten ist die Möglichkeit, dass, zentral durch den
Proxy, Benutzer-Profile erstellt werden können.
Die zuletzt genannte Problematik kann der Benutzer umgehen, indem er den dritten Ansatz wählt und Zugang über
einen herkömmlichen ISP realisiert. Das hat natürlich zur
Folge, dass die Effizienz der Datenübertragung sinkt und
der Palm die gesamte Umrechnungsarbeit zu leisten hat.
Obwohl eingangs für die genaue Betrachtung ausgeschlossen, sollen zumindest an dieser Stelle die OfflineBrowser noch erwähnt werden. Diese Programme laden die
gewünschten Web-Seiten auf den PC. Dort werden sie konvertiert und durch einen HotSync auf den Palm kopiert.
Jedes dieser Konzepte hat seine Vor- und Nachteile.
Letztendlich muss jeder Benutzer für sich entscheiden, welches Konzept den eigenen Bedürfnissen am meisten gerecht
wird, bzw. welches er überhaupt realisieren kann.
6 Zusammenfassung und Ausblick
Der Palm ist – sollte er es jemals gewesen sein – kein
Spielzeug mehr. Sein Siegeszug begann vor knapp fünf Jahren. Seitdem wurde jede weitere Generation stetig verbessert. Interessanterweise hat sich der Prozessortakt in der
ganzen Zeit nicht verändert. Bei der letzten Generation kam
zwar ein neuer Chip zum Einsatz (der sich prinzipiell auch
höher takten lässt), die 16,58 MHz wurden jedoch beibehalten. Auch im Bereich der Darstellung hat sich relativ wenig verändert. Die meisten Anwendungen beschränken sich
auf s/w-Darstellung; 4 Graustufen sind maximal möglich.
Größere Veränderungen zeigten sich dafür aber im Bereich
des LCD. Erst in der aktuellen Generation bekam der Palm
ein vernünftiges Display – hier zahlte sich der Wechsel des
Zulieferers merklich aus. Neben der obligatorischen seriellen Schnittstelle wurde in den Palm der dritten Generation eine Infrarot-Schnittstelle integriert, wobei auch die darauf aufsetzenden Kommunikationsprotokolle mit jeder Betriebssystemversion leistungsfähiger wurden. Das PowerManagement konnte ebenso kontinuierlich verbessert werden. Der Umfang des, beim Kauf enthaltenen, SoftwarePakets fällt mit dem Palm-Desktop immer noch sehr dürftig
aus, bietet jedoch von der Funktionalität her keinen Anlass
zur Klage.
Zur diesjährigen CeBIT 2000 kann 3COM nicht nur ein
neues Modell präsentieren, sondern auch auf ein äußerst
erfolgreiches Geschäftsjahr zurückblicken. Der Marktanteil
konnte um 3% auf insgesamt 78% ausgebaut werden – der
größte CE-Hersteller (Casio) hatte einen Anteil von 9,5%
(vgl. [40]). Seit Markteinführung wurden über 5 Mio. Palms
verkauft.
Inoffiziellen Angaben zufolge bringt 3COM zum ersten
Mal “Farbe ins Spiel” und schließt in dieser Beziehung
zur CE-Konkurrenz auf. Bekräftigt wird dies durch die Tatsache, dass das neue “farbige” ROM des Betriebssystems
bereits zur PalmSource im Herbst 1999 an ausgewählte
Entwickler verteilt wurde. Auch wird ein neuer Prozessor
zum Einsatz kommen, der Taktraten von bis zu 30 MHz
ermöglicht. Bleibt abzuwarten, welche Auswirkungen die
Neuerungen auf die Lebensdauer der Batterien haben werden. Interessant wird sicherlich auch, wie sich der Palm
gegen die diversen Palm-Clones behaupten kann. Vor allem die Modelle von TRG und Handspring zeichnen sich
durch hervorragende und innovative Erweiterungsmöglichkeiten aus (s. [42]). Schließlich soll im Jahr 2000 die Palm
Computing-Sparte von 3COM ausgegliedert werden und als
eigenständiges Unternehmen an die Börse gehen.
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