¿Qué es un sistema de archivos en informática? - Aprende todo sobre los sistemas de archivos

Dentro del área de la informática se hace uso de una gran cantidad de información que, para ser almacenada, es necesario un archivo de base de datos. Sin embargo, esto no nos contemplaría el final o inicio de cada fichero si no fuera por la implementación de un sistema de archivos.

Los sistemas de archivos se han venido empleando desde hace décadas para obtener una mejor organización de los datos almacenados. Por ello, a lo largo de este artículo hablaremos un poco sobre lo que son los sistemas de archivos en informática, como funcionan y para qué sirven.

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Definición y concepto de sistema de archivos en informática

Dentro de la informática se le conoce a un sistema de archivos como un conjunto estructural electrónico y grupo de reglas usadas para la organización y gestión de los archivos en cualquier dispositivo. Se emplea para ordenar archivos en dispositivos como los discos duros, tarjetas de memoria o unidades flash USB.

Los sistemas de archivos definen el manejo de los mismos dentro de un dispositivo de almacenamiento, desde cómo se nombran, guardan y manipulan, hasta cómo acceder a ellos. Este sistema puede especificar como se organizarán los archivos dentro de una carpeta, les asigna espacio en el disco y los protege de accesos no autorizados.

Por otro lado, cada sistema operativo tiene un sistema de archivos único y propio, sin embargo, pueden ser compatibles con otros sistemas operativos. Entre los sistemas de archivos más populares se encuentran HFS+ en macOS, ext4 en Linux y, los más conocidos, NTFS y FAT32 en Windows.

NFTS

El New Technology File System, o mejor conocido como NTFS, es un sistema de archivos desarrollado por Microsoft para ser utilizando en su sistema operativo Windows. Este ofrece distintas características y beneficios que lo diferencia de otros más antiguos como FAT y FAT32, entre las cuales se incluyen las siguientes:

• Ofrece una mayor seguridad: admite permisos de archivo y carpeta avanzados. Esto significa que los grupos y el usuario pueden poseer distintos niveles de acceso y control del almacenamiento.
• Soporta distintos tamaños de archivos: puede manejar particiones y archivos más grandes que los otros sistemas de archivos. De esta forma se adecuan para los dispositivos con mayor almacenamiento.
• Posee opciones para la recuperación de datos: emplea una técnica de registro que realiza seguimientos a las transacciones de carpetas y archivos. Esto ayuda a prevenir la corrupción de datos y facilita su recuperación en caso de haber un fallo en el sistema.
• Compresión de archivos: puedes comprimir desde archivos hasta las carpetas individuales, ayudándote a ahorrar espacio dentro del disco.

En el mundo de la informática se le conoce a NTFS como un sistema de archivos confiable y sólido que, además, proporciona una gran variedad de características para sus usuarios. Este sistema se introdujo por primera vez con la versión de Windows NT 3.1 y desde entonces se estableció como predeterminado en las siguientes versiones.

FAT32

File Allocation Table 32 o FAT32, es un sistema de archivos que, en general, se usa como dispositivo de almacenamiento para discos duros externos, tarjetas de memoria y USB. Este sistema se basa en una estructura de tabla de asignación de archivos (FAT, por sus siglas en inglés), donde se almacena la información sobre la ubicación de los archivos en el dispositivo de almacenamiento.

A diferencia del NTFS, el FAT32 es más antiguo y posee algunas limitaciones de uso, entre las que se incluyen las siguientes:

• Tiene límite máximo en el tamaño de los archivos de hasta 4 GB. Esto no resulta muy útil a la hora de almacenar archivos grandes como películas de alta definición.
• Posee un límite máximo de partición de hasta 32 GB, significando que no se considera adecuado para dispositivos de almacenamiento que posean gran capacidad.
• Ofrece menor seguridad que NTFS, ya que no acepta permisos de archivos o carpetas avanzadas. Esto significa que todos los usuarios tendrán total acceso a los archivos y carpetas del sistema.

Sin embargo, a pesar de sus limitaciones, el sistema de archivos FAT32 se le conoce gracias a su compatibilidad con distintos sistemas operativos. Entre ellos se encuentran Linux, Windows y macOS.

En general, resulta más útil cuando se habla del almacenamiento de archivos más pequeños y que no requieren de herramientas más avanzadas, pero sí de una forma más simple y confiable.

¿Cómo funciona un sistema de archivos?

La forma en que funciona un sistema de archivos suele variar un poco dependiendo del sistema operativo y sistema de archivos que se use. Asimismo, estos sistemas tienen distintas cualidades que son comunes en su funcionamiento.

Estos sistemas, al momento de guardar un archivo dentro de un dispositivo de almacenamiento, utilizan tablas de asignación de archivos para indicar que parte del disco se está usando. Además, dichas tablas mantienen un registro de cada una de las partes del disco a las que se les asignaron los archivos y de las que aún están disponibles.

Por otro lado, cuando se desea acceder a algún archivo, estos sistemas usan dichas tablas para obtener la ubicación del archivo. De esta forma, el sistema accede a la base de datos del archivo y los carga en la memoria para su uso.

Los sistemas de archivos utilizan un sistema estructural numérico para carpetas o directorios que le permite al usuario organizar cada archivo en grupo o subgrupos. Cada una de estas carpetas o archivos tienen sus características específicas que las pueden organizar en orden alfabético, cronológico o por su fecha de modificación.

¿Cuáles son los sistemas de archivos?

Además de los sistemas de archivos que mencionamos anteriormente, como lo son NFTS y FAT32, existen otros muy conocidos. Así mismo, a continuación de describiremos un poco los sistemas de archivos más comunes:

• exFAT (Extended File Allocation Table): Este sistema de archivos es el ideal para dispositivos de almacenamiento grandes ya que es capaz de manejar archivos de gran tamaño. Fue desarrollado por Microsoft y es compatible con Windows, macOS y algunas versiones de Linux.
• HFS+ (Hierarchical File System Plus): te ofrece mayor confiabilidad y eficiencia que exFAT en mac, además, solo es compatible con macOS.
• APFS (Apple File System): Este sistema tiene mejoras de seguirdad, rendimiento y eficiencia basándonos en HFS+. Es un sistema de archivos predeterminado en macOS High Sierra y posteriores.
• EXT4 (Fourth Extended File System): compatible con Linux, este es un sistema de archivos considerado como la evolución de las versiones EXT anteriores. Este sistema puede manejar mayor cantidad de datos y posee características más avanzadas.
• NTFS for Mac: en sí, este es un controlador para el sistema de archivos que le permite a los usuarios de macOS escribir y leer en discos NTFS formateados para Windows.

A estos sistemas de archivos se les conoce por ser los más usados en el área, sin embargo, existen otros que también podrían ser de mucha utilidad. La selección de cualquiera de estos dependerá de las necesidades de almacenaje y acceso a datos que necesites y del sistema operativo usado.

¿Para qué sirven los sistemas de archivos?

Los sistemas de archivos se emplean para distintas funciones, en general, sirven para gestionar y organizar datos en dispositivos de almacenamiento, como USB, discos duros, entre otros. Así mismo, estos sistemas funcionan principalmente de la siguiente forma:

• Organiza archivos y directorios: un sistema de archivos puede organizar los archivos en carpetas que a su vez puede contener más archivos y carpetas dentro.
• Asigna espacio en el disco: estos sistemas son capaces de asignar un espacio específico a cada archivo dentro del disco, para facilitar su almacenado y recuperación.
• Utiliza nombres de archivos y rutas: con estas funciones se puede clasificar, identificar y acceder de forma rápida a los archivos. Los nombres de los archivos y de cada directorio pueden tener restricciones como limitaciones de longitud y caracteres prohibidos.
• Lectura y acceso a archivos: proporcionan conjuntos de comandos e interfaces de programación de aplicaciones para acceder y leer archivos dentro del disco.
• Protege archivos: ofrece funciones de seguridad que permiten la protección de los archivos de accesos no autorizados. Esto significa que se puede permitir o negar el acceso a archivos a ciertos usuarios o grupos.
• Realiza tareas de mantenimiento: los sistemas de archivos ofrecen la ejecución de tareas de mantenimiento como la comprobación de errores en el disco.

Un sistema de archivos se considera como una parte esencial de cualquier sistema operativo y, además, proporciona una interfaz entre los programas y cualquier dato almacenado en el disco. Estos sistemas garantizan que los datos almacenados se puedan recuperar y así mismo, asignan, organizan y protegen los archivos de forma efectiva, confiable y eficiente.

Ejemplos de sistemas de archivos

A lo largo de este artículo hemos hablado sobre los tipos de sistemas de archivos que existen, qué características nos brindan y con qué sistema operativo funcionan. Sin embargo, a continuación, proporcionamos una lista de ejemplos basados en los tipos de sistemas de archivos mencionados anteriormente:

1. FAT: además del sistema de archivos FAT puedes encontrar otras versiones que se adapten mejor a tus necesidades como FAT12, FAT16, FAT32 y exFAT.
2. NTFS: otro tipo de sistemas de esta función son aquellos que se basan en NTFS como lo es ReFS.
3. HFS: al igual que el anterior, este sistema de archivos posee otra versión denominada HFS+.
4. Ext: en puntos anteriores hemos hablado de la versión Ext4, sin embargo, no es la única proveniente de Ext, ya que, además, este incluye las versiones Ext2 y Ext3.
5. Otros sistemas de archivos no muy conocidos, pero que también se usan mucho y, si encajan con tus necesidades, pueden ser muy útiles son ZFS, APFS, Btrfs y XFS.

¿Se puede cambiar de sistema de archivos?

Si sientes que el sistema de archivos que utilizas no se adapta a tus necesidades o quieres probar con otro, si puedes cambiarlo. Sin embargo, esto implica que debes formatear el dispositivo, lo que significa que se borrarán todos los datos, sean de formato raw o cualquier otro, almacenados en él.

Por ello, es importante realizar una copia de seguridad si tienes datos importantes en el dispositivo antes de iniciar con el cambio de sistema de archivos. Asimismo, puedes usar una herramienta de formato de disco que permita escoger el sistema que desees o, si así lo decides, puedes formatear el disco de manera manual.