Descripción general de Sistema de archivos.

1. ¿Qué es un sistema de archivos?
Un sistema de archivos es el sistema de almacenamiento de un dispositivo de memoria, que estructura y organiza la
escritura, búsqueda, lectura, almacenamiento, edición y eliminación de archivos de una manera concreta. El objetivo
principal de esta organización es que el usuario pueda identificar los archivos sin lugar a error y acceder a ellos lo más rápido
posible. Cada archivo contiene unos datos independientes, por lo que es necesario que la información que contiene cada
archivo se agrupe con cierto orden.
Para ello, el sistema operativo utiliza las famosas «carpetas» o «directorios» con el fin de organizar todas las rutas y
localizar la información contenida en el disco duro.
En conclusión, el sistema de archivos de un sistema operativo es el que organiza todos los datos contenidos en el disco
duro de una forma determinada. Ya no sólo eso, sino que cada unidad de almacenamiento tiene un sistema de archivos
que es impuesto tras su formato.
Los principales tipos sistemas de archivos que encontramos son los siguientes:
 NTFS (New Technology File System).
 HPFS (High Performance File System).
 EXT (Extended file System).
 HFS+ (Hierarchical File System).
 APFS (Apple File System).
 FAT (File Allocation Table).
 exFAT (Extended File Allocation)
 FAT32.

A continuación, vamos a comentar cada uno para desmenuzar sus ventajas y desventajas.

2. NTFS:
Se trata de un sistema de archivos que lleva con nosotros desde Windows NT y NT 3.1; en otras palabras, fue
introducido en 1993. Está basado en el antiguo sistema que usaba IBM (HPFS), que también fue usado en Mac OS.
Ese sistema de archivos quedó atrás y ha sido sucedido por NTFS.
Actualmente, es el sistema de archivos que Windows utiliza por defecto en los discos duros cuando instalamos su
sistema operativo en un SSD o HDD. Está caracterizado por no tener límites de tamaño por archivo y es una opción
ideal para unidades de almacenamiento con gran capacidad que se vayan a utilizar en Windows.
Teóricamente, NTFS ofrece un tamaño de archivo de 16 EB, que equivalen a 16000000000 GB. No creo que
necesitéis mucho más ¿Verdad? Desde Windows XP no se ha mejorado mucho este sistema. Entre
sus características más importantes, encontramos las siguientes:
 Compatibilidad con archivos dispersos.
 Cuotas de uso.
 Cifrado de archivo independiente.
NTFS está soportado tanto en escritorio, como en sistemas operativos para servidores (Linux, principalmente). El
problema viene con la incompatibilidad que presenta en otros sistemas operativos, como Mac. En OS X podemos
leer toda la información de una unidad NTFS, pero no podemos escribir en ella.
Ventajas:
 No tiene límite por archivo.
 Es un sistema ideal para unidades que se utilicen en Windows.
 Desde Mac se puede leer toda la información.
 Es compatible con GNU/Linux.

3. Desventajas:
 En Mac no podremos escribir en un NTFS, ni es un SO compatible con este sistema.
 En TVs antiguas, los USB tenían que ser FAT32, pero es algo casi extinto.
FAT32:
En 1996 llegó FAT32 como un sistema ideal para dispositivos portátiles porque contiene una limitación de tamaño por
archivo de 4 GB, independientemente de que nuestro pendrive tenga 128 GB. Su principal baza es la altísima
compatibilidad que presenta en cualquier sistema operativo o medios de reproducción. Lleva con nosotros desde Windows
95 y sustituyó a FAT16.
FAT significa «File Allocation Table» y es famoso por ser un sistema de archivos viejo, robusto y algo anticuado. Entre
sus limitaciones más remarcables, encontramos las siguientes:
No se pueden almacenar archivos individuales de 4 GB.
Una partición FAT32 no puede ser superior a 8 TB.
En un principio, era ideal para memorias USB porque éstas no tenían más de 16 GB y era raro ver archivos individuales que
pesaran más de 4 GB. No obstante, la actualidad «le pesa» bastante porque supone una limitación importante. Pensad
que, ahora, es muy común ver archivos de 4 GB o más, como hay pendrives de 128 GB.
Ventajas:
 Compatible con todos los SO, videoconsolas, televisiones, etc.
 Perfecto para unidades pequeñas con archivos pequeños.
Desventajas:
 Limitación de 4 GB por archivo.
 Partición inferior a 8 TB.

4. exFAT:
Es el sucesor de FAT32, ya que éste último se ha quedado algo desfasado. Nace en 2006 de la mano de Windows XP y Vista.
Es la evolución de FAT32 porque se elimina las limitaciones que tenía FAT32. Además, es compatible con Windows y Mac,
por lo que es perfecto para aquellos discos duros externos que queráis utilizar en ambos sistemas operativos.
La «pena» es que no es tan compatible con Linux, ya que requiere una instalación de un software específico. Igualmente, no
podremos crear una partición desde Linux, si el sistema de archivos es exFAT. Por tanto, sólo podremos escribir y leer datos.
Ventajas:
 Es compatible con Windows y Mac.
 Ideal para pendrives y discos duros externos que se usen en ambos SO.
 Se eliminan las limitaciones de FAT32.
Desventajas:
 No es del todo compatible con Linux.
 Puede no ser compatible con ciertos medios de reproducción.
FAT:
Es cierto que es algo antiguo este sistema de archivos, como poco utilizado. Sin embargo, es compatible con Windows y
Mac, por lo que puede ser útil para unidades que tengan una capacidad de hasta 32 GB. Como su nombre indica, es una
tabla de asignación de archivos, pero es descartado por la cantidad de limitaciones que tiene:
Si se va la luz o hay una bajada de tensión, pueden dañarse todos los datos fácilmente.
Tiene la limitación de tamaño por archivo. FAT 16 tiene un límite de 2 GB.
No tiene permisos de seguridad.
Los formatos pueden no dejar limpia la unidad, lo que supone una pérdida de rendimiento a la larga.

5. Como es lógico, presenta más desventajas que ventajas porque existen alternativas como FAT32 o exFAT mucho más
interesantes para el día de hoy.
HFS+ y APFS:
Estamos ante el sistema de archivos por defecto de Apple, al igual que NTFS es el de Windows. Curiosamente, también
tenían este formato los iPods y las particiones se denominan HFS Extended o Mac OS Extended. Se le denomina «+» o
«plus» porque es una evolución de HFS, el cual tenía un soporte limitado en relación al tamaño de los archivos.
Con HFS+ podemos nombrar a un fichero con hasta 255 caracteres. Mejora a HFS usando una tabla de asignación de 32
bits, algo que era necesario cuando se empezó a estandarizar los archivos de 1 GB. Así que, HFS+ soporta un archivo de
hasta 8 EB.
Este sistema se ha quedado atrás porque le ha sucedido APFS, que es el sistema de archivos por defecto de Mac desde
macOS 10.13 en adelante. Éste ha mejorado la encriptación, el espacio compartido o la redimensión de las carpetas. La
diferencia principal de APFS es que se enfoca en SSD o almacenamiento Flash, pero se puede utilizar en HDD igualmente.
Ventajas:
 No tiene límite por archivo.
 Sistema ideal para dispositivos Mac o para usar macOS.
 Es compatible con GNU/Linux.
Desventajas:
 No son detectados por Windows, ni lectura, ni escritura. La única forma es utilizando programas de terceros.
 Los discos duros con este sistema pueden no ser detectados en medios de reproducción (TV, DVD, etc.).

6. Linux. Sistema de Ficheros:
Linux soporta gran variedad de sistemas de ficheros, desde sistemas basados en discos, como pueden ser ext2, ext3,
ReiserFS, XFS, JFS, UFS, ISO9660, FAT, FAT32 o NTFS, a sistemas de ficheros que sirven para comunicar equipos en la red
de diferentes sistemas operativos, como NFS (utilizado para compartir recursos entre equipos Linux) o SMB (para
compartir recursos entre máquinas Linux y Windows).
Los sistemas de ficheros indican el modo en que se gestionan los ficheros dentro de las particiones. Según su complejidad,
tienen características como previsión de apagones, posibilidad de recuperar datos, indexación para búsquedas rápidas,
reducción de la fragmentación para agilizar la lectura de los datos, etc. Hay varios tipos, normalmente ligados a sistemas
operativos concretos. A continuación, se enumeran los más representativos:
 ext2: Hasta hace poco era el sistema estándar de Linux. Tiene una fragmentación muy baja, aunque es algo lento
manejando archivos de gran tamaño. Fue la continuación del sistema de ficheros ext, implementado en 1992 e
integrado en Linux 0.96. Las principales ventajas que tenía sobre ext eran las siguientes:
o Compatible con sistemas de ficheros grandes, admitiendo particiones de disco de hasta 4TB y ficheros de
hasta 2GB de tamaño.
o Proporciona nombres de ficheros largos, de hasta 255 caracteres.
o Tiene una gran estabilidad.
o Actualización.
 ext3: Es la versión mejorada de ext2, con previsión de pérdida de datos por fallos del disco o apagones. En
contraprestació, es totalmente imposible recuperar datos borrados. Es compatible con el sistema de ficheros ext2.
Actualmente es el más difundido dentro de la comunidad GNU/Linux y es considerado el estándar. Sus ventajas
frente a ext2 son:
o Actualización. Debido a que los dos sistemas comparten el mismo formato, es posible llevar a cabo una
actualización a ext3, incluso aunque el sistema ext2 esté montado.
o Fiabilidad y mantenimiento.

7.  ext4: Es la última versión de la familia de sistemas de ficheros ext. Sus principales ventajas radican en su eficiencia
(menor uso de CPU, mejoras en la velocidad de lectura y escritura) y en la ampliación de los límites de tamaño de
los ficheros, ahora de hasta 16TB, y del sistema de ficheros, que puede llegar a los 1024PB (PetaBytes).
 ReiserFS: Es el sistema de ficheros de última generación para Linux. Organiza los ficheros de tal modo que se agilizan
mucho las operaciones con estos. El problema de ser tan actual es que muchas herramientas (por ejemplo, para
recuperar datos) no lo soportan.
 swap: Es el sistema de ficheros para la partición de intercambio de Linux. Todos los sistemas Linux necesitan una
partición de este tipo para cargar los programas y no saturar la memoria RAM cuando se excede su capacidad. En
Windows, esto se hace con el archivo pagefile.sys en la misma partición de trabajo, con los problemas que esto
conlleva.
Además de estos sistemas de ficheros, Linux también ofrece soporte para sistemas de ficheros de Windows, como FAT,
FAT32 y NTFS. Tanto para FAT como para FAT32, Linux tiene soporte completo y estable de escritura y lectura, mientras
que, para NTFS, y con las últimas versiones del kernel, solo se puede acceder de manera estable en modo lectura. En modo
escritura todavía está en fase experimental y no es estable.
Existen tres tipos de particiones:
Las primarias, las extendidas o secundarias, y las lógicas. A continuación, tienes una descripción sobre cómo es cada una
de ellas.
Partición primaria:
Son las divisiones primarias del disco que dependen de una tabla de particiones, y son las que detecta el ordenador al
arrancar, por lo que es en ellas donde se instalan los sistemas operativos. Puede haber un máximo de cuatro, y
prácticamente cualquier sistema operativo las detectará y asignará una unidad siempre y cuando utilicen un sistema de
archivo compatible. Un disco duro completamente formateado contiene en realidad una partición primaria ocupando todo
su espacio.

8. Partición extendida o secundaria:
Fue ideada para poder tener más de cuatro particiones en un disco duro, aunque en ella no se puede instalar un sistema
operativo. Esto quiere decir que sólo la podremos usar para almacenar datos. Sólo puede haber una de ellas, aunque dentro
podremos hacer tantas otras particiones como queramos. Si utilizas esta partición, el disco sólo podrá tener tres primarias,
siendo la extendida la que actúe como cuarta.
Partición lógica:
Son las particiones que se hacen dentro de una partición extendida. Lo único que necesitarás es asignarle un tamaño, un
tipo de sistema de archivos (FAT32, NTFS, ext2,...), y ya estará lista para ser utilizada. Funcionan como si fueran dispositivos
independientes, y puedes utilizarla para almacenar cualquier archivo, puede a ver un máximo de 23 particiones lógicas en
una partición extendida y en Linux que impone un máximo de 15, incluyendo las 4 primarias, en discos SCSI y en discos IDE
8963.
Los sistemas Mac OS, OS X y Mac OS X soportan un máximo de 16 particiones en un único disco duro.
Los esquemas de particiones permiten dividir un disco en secciones, donde cada sección se comporta como un disco
independiente.
Esta información se almacena en el primer sector del disco y contiene los comandos necesarios para iniciar la carga de un
sistema operativo.
¿Qué es el journaling en tu disco duro y por qué importa?
Todos los sistemas operativos utilizan un sistema de archivos propio para almacenar los datos en el disco duro. Windows usa
NTFS, mientras que MacOS utiliza APFS y la mayoría de distribuciones de Linux emplean Ext4. Estos sistemas de archivos
son fundamentalmente diferentes unos de otros, pero todos ellos utilizan una característica llamada journaling.
El journaling en el sistema de archivos del sistema operativo tiene que ver con cómo se almacenan los datos en el disco duro
y, lo creas o no, es algo que afecta a la forma en la que usamos el ordenador día a día. Vamos a verlo.

9. ¿Qué es el journaling?
Imagina que cada archivo que guardas en el disco duro es un catálogo en una biblioteca con libros, periódicos, revistas o
documentos en general. Cada nuevo número que sale se añade al catálogo, cambiando su información un poco, pero lo
bueno de esto es que en lugar de tener que buscar por toda la librería de documentos por un número en concreto, solo
tienes que buscar en el catálogo que le corresponde para poder encontrarlo.
Así, tienes por ejemplo un catálogo de periódicos en el que se van sumando los nuevos periódicos que salen cada día, otro
catálogo de revistas al que se le van añadiendo los nuevos números que salen semanalmente, u otro catálogo de cómics
que funciona de igual manera. Así, cuando quieres buscar una revista, no tendrás que buscar en toda la biblioteca, sino
que tendrás que consultar el catálogo de revistas para saber dónde está.
El journaling en el disco duro funciona de una manera muy similar. Su propósito es realizar un seguimiento de todos los
cambios que ocurren en el disco duro pero que todavía no han sido confirmados en el sistema de archivos; así,
incluso aunque se vaya la luz y se apague el PC inesperadamente, se podrá acceder a la última versión del archivo con
una menor probabilidad de que se corrompa.
El término «journaling» viene de «journal», diario en inglés. Cada cambio se registra en una nueva entrada del diario y se
almacena con fecha y hora, almacenándose además en una parte contigua del disco duro para acortar los tiempos de acceso,
si bien es cierto que no todos los «journals» tienen por qué estar almacenados juntos. Eso no importa mientras el sistema
de archivos sepa dónde están ubicados estos catálogos para poder acceder a ellos rápidamente.
¿Por qué es algo tan importante?
El objetivo de utilizar esta técnica es reducir el espacio que requiere el índice en el disco duro, y aumentar la velocidad de
acceso a cualquier archivo. Esencialmente, en lugar de tener un índice con cientos de miles de entradas, se clasifican los
archivos por categorías, indicándole al sistema de archivos dónde está cada cosa e incluyendo su registro de cambios, por
lo que a su vez nos permite evitar corrupción de datos cuando se produce un apagado inesperado del disco duro.
Al escribir los cambios en este «diario» tan pronto como suceden, podemos asegurarnos de que cualquier cambio en los
archivos quede registrado y que no se pierdan durante fallas en el disco duro o cortes de luz.