Sistemas de Archivos

Un sistema de archivos es un componente del sistema operativo encargado de administrar y facilitar el acceso a la memoria del mismo.

Hay diversos formatos de sistemas de archivos que se usan en diferentes sistemas operativos. Vamos a ver algunos conceptos y a conocer los más comunes.

Antes de empezar, debo decir que este es un tema muy técnico por el que vamos a pasar de puntillas para tener una visión general.

Muchas veces, cuando estamos borrando el contenido de un PenDrive, se nos pregunta qué formato queremos usar. En este artículo daremos suficiente información como para saber tomar una decisión al respecto. Empecemos.

Qué es la memoria

La memoria, en informática, es un elemento de hardware sobre el que podemos escribir colecciones de ceros y unos. Antes se usaban discos duros, como el de la imagen superior. Estos discos, igual que los tocadiscos, giraban a gran velocidad mientras una aguja hacia una pequeña marca en su superficie magnética para escribir o leía qué marcas había en un determinado segmento para leer un archivo.

Segmento, una palabra que acabo de introducir. Dentro de los millones, de millones, de millones de ceros y unos que hay en un disco duro tiene que haber un orden. Los discos usualmente se dividen en segmentos, sectores, niveles…

Esta división es puramente de software, es decir, es una decisión que nosotros tomamos, el disco es un lienzo en blanco a nivel físico. De estas divisiones y organizaciones se ocupa el sistema de archivos.

Fijo o móvil

Las memorias pueden ser de dos tipos.

Por un lado, tenemos los discos duros que, como su nombre indica, se trata de un disco en movimiento. Son capaces de albergar poca información comparado con las memorias sólidas y son más susceptibles a fallos.

Por el otro lado, tenemos las unidades de almacenamiento de estado sólido SSD (Solid State Drive) que tienen enormes ventajas. Consumen menos energía, pues no hay que hacer girar nada. Son a prueba de impactos, pues no hay una parte móvil que pueda dañar a otra con un golpe. Y tienen mucha mayor concentración de memoria, por lo que caben más datos en el mismo espacio físico.

Qué es un sistema de archivos

El sistema de archivos o sistema de ficheros (del inglés, «file system») es el componente del sistema operativo encargado de administrar y facilitar el uso de las memorias periféricas, ya sean secundarias o terciarias.

Sus principales funciones son la asignación de espacio a los archivos, la administración del espacio libre y el acceso a los datos guardados. Estructuran la información guardada en un dispositivo de almacenamiento de datos o unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro de un ordenador), que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos.

Cada sistema de archivos toma su mejor aproximación a poner orden a los millones de bits de información que nuestros archivos ocupan en la memoria del ordenador. Veamos algunos de los más conocidos y sus ventajas y inconvenientes.

FAT

Traducción del ingles «File Allocation Table» o «Tabla de asignación de archivos», es un sistema de archivos desarrollado para MS-DOS, el antecesor de Windows.

FAT es relativamente sencillo. A causa de ello, es soportado por casi todos los sistemas operativos. Permitiendo, por lo tanto, traspasar o compartir archivos entre diferentes ordenadores (cada uno con su propio sistema de archivos).

La principal desventaja de FAT es la fragmentación, cuando se borran archivos quedan huecos en el disco y cuando vuelven a llenarse se reparten los nuevos archivos por entre los agujeros, causando que la posterior lectura sea lenta. Por ello, cada cierto tiempo hay que reordenar todos los archivos, igual que en el juego de Tetris, para que vuelvan a estar lo máximo de juntos posible. Otra desventaja es no aceptar archivos mayores a los 4GB.

La principal ventaja de FAT es su universalidad, prácticamente todos los ordenadores lo soportan, tanto en lectura como en escritura. Si tenemos una memoria que tenemos que compartir entre windows y Mac por ejemplo, FAT es una buena opción.

exFAT

«Extended File Allocation Table» o bien «Tabla extendida de asignación de archivos», es un sistema de archivos patentado y propiedad de Microsoft.

En pocas palabras es la evolución de FAT, como ventajas importantes sigue siendo muy universal y admite archivos de más de 4GB.

Como desventajas se trata de un formato algo antiguo por lo que el rendimiento con los nuevos SSD no es optimo.

NTFS

«New Technology File System» o «Sistema de Archivos de Nueva Tecnología» es un sistema de archivos de Windows NT. Está presente desde Windows 3 hasta Windows 10.

Está basado en el sistema de archivos HPFS de IBM/Microsoft usado en el sistema operativo OS/2, y también tiene ciertas influencias del formato de archivos HFS diseñado por Apple.

Es un sistema adecuado para las particiones de gran tamaño requeridas en estaciones de trabajo de alto rendimiento y servidores.

Su principal inconveniente es que necesita para sí mismo una buena cantidad de espacio en disco duro, por lo que no es recomendable su uso en discos con menos de 400 MB libres.

Como desventaja, ya que este es un blog sobre productos de Apple, los ordenadores Mac no son compatibles con este formato, permitiendo la lectura pero no la escritura. Así que si tenemos un disco duro externo compartido entre Mac y Windows debemos descartar este formato.

HFS Plus

HFS Plus o HFS+ es un sistema de archivos desarrollado por Apple para reemplazar al HFS (Sistema jerárquico de archivos).

También es el formato usado por el iPod al ser formateado desde un Mac. HFS Plus también es conocido como HFS Extended y Mac OS Extended. Durante el desarrollo, Apple se refirió a él con el nombre clave «Sequoia».

Entre otros inconvenientes, HFS+ aloja los archivos de modo que el mínimo tamaño es un bloque. Cuando los discos eran pequeños, esto no tenía mayores problemas, pero cuando el tamaño de los discos comenzaron a acercarse a la marca de 1 GB, la cantidad de espacio mínima que requería cualquier archivo (un solo bloque de la asignación era de 16KB) llegó a ser excesivamente grande, perdiendo cantidades significativas de espacio de disco.

Este es un formato desarrollado por Apple que se ha usado hasta hace más o menos un año. Los principales inconvenientes de este formato son su antigüedad, que se alarga hasta los 40 años aproximadamente, y el hecho de estar pensado para discos duros, mientras actualmente todos los Mac montan memorias SSD.

APFS

«APple File System», o «Sistema de Archivos de Apple» es un sistema de archivos propietario para macOS Sierra y posteriores, iOS 10.3 y posteriores, tvOS 10.2 y posteriores, y watchOS 3.2 y posteriores.

Ha sido desarrollado por Apple con el objetivo de solucionar problemas de concepción de HFS+. El sistema de archivos está optimizado para unidades flash y estado sólido, con un enfoque principal en encriptación.

Este es el nuevo estándar de Apple para todos los dispositivos. Esta muy optimizado para el sistema operativo, permitiendo alcanzar muy altas velocidades en la lectura y escritura, haciendo que las tareas cotidianas en el ordenador sean muy rápidas y fluidas.

Permite entre otros, copias instantáneas de archivos y convierte en nuclear (de un solo paso) la operación de renombrado. De modo que si hay un fallo en el sistema durante un renombrado (que antes ocupaba los pasos de duplicar, renombrar el nuevo archivo y borrar el antiguo) no se pierden los archivos.