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SISTEMA DE ARCHIVOS EN WINDOWS, LINUX Y MAC

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on 27 May 2014

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SISTEMA DE ARCHIVOS EN WINDOWS, LINUX Y MAC
SISTEMA DE ARCHIVOS EN WINDOWS
SISTEMA DE ARCHIVOS EN LINUX
SISTEMAS DE ARCHIVOS EN MACINTOSH
¿Que es un sistema de Archivos?
Es un conjunto de reglas que estructuran el manejo de información.

Esto significa que un sistema de archivos le indica al sistema operativo como debe dividir los datos en el disco, determinar donde se ubican y los crea, mueve, renombra o elimina.

Hay 3 tipos de sistemas de Archivos:

Sistemas de archivos de disco
Sistemas de archivos de red
Sistemas de archivos de propósito especial
Un archivo es un conjunto independiente de datos, como una foto o un texto.

Toda la información que hay en una computadora está agrupada en forma de archivos.

Cada sistema operativo suele usar un sistema de archivos diferente. Pero todos comparten un concepto: La carpeta. Una carpeta es una manera de agrupar libremente archivos. Las carpetas también se conocen como directorios.
Sistema de Archivos en Windows
En Windows, se le llama “unidad” a cada dispositivo de almacenamiento. El sistema le adjudica una letra a cada uno. Ejemplo el disco duro, al que llama (C:).

La estructura del sistema de archivos normalmente es jerárquica, con un directorio raíz y una determinada cantidad de sub directorios y archivos.
SISTEMAS DE ARCHIVOS DE LINUX
La estructura de ficheros de Linux es una estructura jerárquica en forma de árbol invertido, donde el directorio principal (directorio raíz) es el directorio /, del que cuelga toda la estructura del sistema.
Linux admite nombres de fichero largos y se puede utilizar cualquier carácter excepto /.
De todas maneras no es recomendable usar los siguientes caracteres, por tener significado especial en Linux
\ ^ ~ ! # ? & ( ) ´ " ` ; • $ = ¿ ¡ < > @ { } * + -
A la hora de diferenciar un fichero de otro, Linux distingue mayúsculas y minúsculas,
Por ejemplo:
Los que los ficheros "texto1.txt" y "Texto1.txt" son ficheros distintos.

CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMAS DE ARCHIVOS DE LINUX
El sistema de ficheros de Linux permite al usuario crear, borrar y acceder a los ficheros sin necesidad de saber el lugar exacto en el que se encuentran.
En Linux no existen unidades físicas, sino ficheros que hacen referencia a ellas, integrados en la estructura de ficheros como cualquier otro.
El sistema de ficheros de Linux consta de tres partes importantes:
• Superbloque
• Tabla de inodos
• Bloques de datos
En la siguiente tabla podemos ver un esquema del sistema de ficheros de Linux:

INFORMACIÓN BÁSICA
Un ejemplo de un sistema de archivo en windows se vería como: donde:

"C": es la unidad de almacenamiento en la que se encuentra el archivo.
'\Users\CHITO\Music\LINKIN PARK' es la ruta del archivo.
Es importante saber que en los sistemas de archivos de Windows los archivos siempre llevan extensión, de lo contrario el sistema operativo no sabrá que hacer con ellos.
El sistema de archivos de Ms-DOS, Windows 3.11 y Windows 95 de Microsoft.

FAT: Proviene de ("File Allocation Table"), que significa tabla de localización de archivos. Esta tabla se mantiene en el disco duro de nuestro ordenador, y contiene un mapa de toda la unidad de forma que "sabe" donde está cada uno de los datos almacenados.

FAT16 fue la primera versión para sistemas Windows pero se volvió obsoleto por no poder manejar más de 65.000 archivos y un disco de 4GB de capacidad.



FAT
TIPOS DE SISTEMAS DE ARCHIVOS EN WINDOWS
El sistema de archivos de Windows 98 y Windows Millenium de Microsoft®

FAT32: Proviene de ("File Allocation Table 32"), que significa tabla de localización de archivos a 32 bits. Los sistemas operativos Windows 98 y ME de Microsoft® reconocen el sistema de archivos FAT, FAT32, el CDFS utilizado en CD-ROM y el UDF utilizado en DVD-ROM.

FAT32 puede manejar más de 200 millones de archivos y discos de 2000GB, pero tiene como problemas una fragmentación importante de archivos, haciendo más lenta la búsqueda en el disco, y que el tamaño máximo de archivo es de 4GB, un limitante bastante importante a la hora de la edición de video o backups. Otros inconvenientes de FAT son la falta de permisos de seguridad y ser muy propenso a errores.

FAT 32
El sistema de archivos de Windows XP, Windows Vista y Windows 7 de Microsoft®

NTFS: Proviene de ("New Tecnology File System"), que significa sistema de archivos de nueva tecnología, utilizado en la plataforma Windows NT®. Permite accesos a archivos y carpetas por medio de permisos, no es compatible con Linux (solo lee, y difícilmente escribe), ni con Ms-DOS®, ni Windows 95, ni Windows 98 y tampoco puede accederla, tiene formato de compresión nativa, permite encriptación, soporta 2 TB, puede manejar algo mas de 4 mil millones de archivos, no se recomienda en sistemas con menos de 400 MB. Se utiliza para Microsoft® Windows XP y Microsoft® Windows Vista y Windows 7. Los sistemas operativos Windows XP, Vista y 7 de Microsoft® reconocen el sistema de archivos FAT, FAT32, NTFS, el CDFS utilizado en CD-ROM, el UDF utilizado en DVD-ROM y el LFS para discos sin registro de arranque maestro.

NTFS
El bloque de carga o bloque cero de cada sistema está reservado para almacenar un programa que utiliza el sistema para gestionar el resto de las partes del sistema de ficheros.
El superbloque o bloque uno contiene la información sobre el sistema de ficheros.
La tabla de inodos es el equivalente a las entradas de la FAT. Por cada fichero, Linux tiene asociado un elemento en esta tabla que contiene un número. Este número identifica la ubicación del archivo dentro del área de datos.
Cada inodo contiene información de un fichero o directorio. En concreto, en un inodo se guarda la siguiente información:
• El identificador de dispositivo del dispositivo que alberga al sistema de archivos.
• El número de inodo que identifica al archivo dentro del sistema de archivos.
• La longitud del archivo en bytes.
• El identificador de usuario del creador o un propietario del archivo con derechos diferenciados.
• El identificador de grupo de un grupo de usuarios con derechos diferenciados.
• El modo de acceso: capacidad de leer, escribir, y ejecutar el archivo por parte del propietario, del grupo y de otros usuarios.
• Las marcas de tiempo con las fechas de última modificación (mtime), acceso (atime) y de alteración del propio inodo (ctime).
• El número de enlaces (hard links), esto es, el número de nombres (entradas de directorio) asociados con este inodo.
• El área de datos ocupa el resto del disco y es equivalente a la zona de datos en FAT. En esta zona, como su nombre indica, están almacenados los ficheros y directorios de nuestro sistema.

TIPOS DE SISTEMAS DE ARCHIVOS DE LINUX
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. 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.
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 contraprestación, 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.

• 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.

DIRECTORIOS MÁS IMPORTANTES EN LINUX
Un directorio no es más que un fichero que contiene los nombres de los ficheros (o directorios) que contiene junto con el número del inodo que contiene la información de cada uno de ellos.
Veamos algunos de los directorios más importantes de Linux y lo que contienen:
/ es el directorio raíz. De aquí cuelgan todos los directorios del sistema. Dentro del directorio raíz encontramos varios subdirectorios importantes:
/bin contiene ficheros de comandos ejecutables utilizables por todos los usuarios. Aquí tenemos los programas que pueden lanzar todos los usuarios del sistema.
/sbin es para ejecutables de uso exclusivo por el superusuario. Son los necesarios para arrancar y montar el directorio /usr.
/home es un directorio donde se encuentran los directorios personales de los usuarios del sistema.
/tmp es donde se almacenan los archivos temporales.

Además de los directorios que acabamos de ver, hay 2 directorios especiales:
Directorio actual (.): es un directorio especial que hace referencia al directorio en el que estamos.
Directorio padre (..): es un directorio especial que hace referencia al directorio padre del directorio en el que estamos. Si referenciamos al directorio .. nos estaremos refiriendo al directorio padre del actual. El único directorio que no tiene directorio padre es el directorio raíz /.
Estos directorios son muy útiles a la hora de hacer referencia a rutas relativas.

TIPOS DE ARCHIVOS QUE MANEJA LINUX
En Linux existen básicamente 5 tipos de archivos:

Archivos ordinarios. Contienen la información con la que trabaja cada usuario.
Enlaces físicos o duros (hard links). No es específicamente una clase de archivo sino un segundo nombre que se le da a un archivo
Enlaces simbólicos. También se utilizan para asignar un segundo nombre a un archivo
Directorios. Son archivos especiales que contienen referencias a otros archivos o directorios.
Archivos especiales. Suelen representar dispositivos físicos, como unidades de almacenamiento, impresoras, terminales, etc. En Linux, todo dispositivo físico que se conecte al ordenador está asociado a un archivo. Linux trata los archivos especiales como archivos ordinarios

TIPOS DE ARCHIVOS EN WINDOWS
Sistema de Archivos en MAC
HFS+
Los volúmenes de HFS+ están divididos en sectores (bloques lógicos en HFS), de 512 Bytes. Estos sectores están agrupados juntos en un bloque de asignación que contiene uno o más sectores; el número de bloques de asignación depende del tamaño total del volumen. HFS+ usa un valor de dirección para los bloques de asignación mayor que HFS, 32 bit frente a 16 bit de HFS; lo que significa que puede acceder a 232 bloques de asignación.
Típicamente un volumen HFS+ está embebido en un Envoltorio HFS (HFS Wrapper), aunque esto es menos relevante. El envoltorio fue diseñado para dos propósitos; permitir a los ordenadores Macintosh HFS+ sin soporte para HFS+, arrancar los volúmenes HFS+ y ayudar a los usuarios a realizar la transición a HFS+. HFS+ arrancaba con un volumen de ficheros de solo lectura llamado Where_have_all_my_files_gone?, que explicaba a los usuarios con versiones del Mac OS sin HFS+, que el volumen requiere un sistema con soporte para HFS+. El volumen origina HFS contiene una firma y un desplazamiento en los volúmenes HFS + embebidos en su cabecera del volumen.
Todos los bloques de asignación en el volumen HFS que contienen el volumen embebido son mapeados fuera del archivo de asignación HFS como bloques dañados. Hay nueve estructuras que conforman un volumen típico de HFS+:
1. Sectores 0 y 1 del volumen son bloques de arranque. Son idénticos a los bloques de arranque de HFS. Son parte de la envoltura de HFS.
2. Sector 2 contiene la cabecera del volumen (Volume Header) equivalente al Master Directory Block del HFS. Esta cabecera almacena una amplia variedad de datos sobre el volumen, por ejemplo el tamaño de los bloques de asignación, una marca de tiempo que indica cuando se creó el volumen o la localización de otras estructuras de volumen, como el Catalog File o el Extent Overflow File. La Cabecera del Volumen está siempre colocada en el mismo lugar.
3. El Archivo de Asignación (Allocation File) mantiene un registro de bloques de los asignación que están libres y de los que están en uso. Es similar al Volume Bitmap de HFS, cada bloque de asignación está representado por un bit. Un cero significa que el bloque está libre y un uno que está en uso. La diferencia principal con el Volume Bitmap, es que el Allocation File es almacenado como un archivo normal, no ocupa un lugar especial en el espacio reservado al comienzo del volumen. El Allocation File puede también cambiar de tamaño y no tiene que ser almacenado en un volumen contiguo.
4. El Catalog File es un árbol B* que contiene registros para todos los ficheros y directorios almacenados en el volumen. El Catalog File del HFS+ es similar al de HFS, la diferencias más importantes son que los registros son mayores al permitir mas campos y que permite que estos campos sean más grandes (por ejemplo permite nombres de archivo de 255 caracteres Unicode). Un registro en el Catalog File del HFS+ tiene un tamaño de 4 KB en Mac Os y 8 KB en Mac Os X frente a los 512 Bytes de HFS. Los campos en HFS+ tienen un tamaño variable que depende del tamaño del dato que almacena, en HFS el tamaño era fijo.

5. El Extents Overflow File es otro árbol B* que registra los bloques de asignación que son asignados a cada archivo. Cada registro de archivo en el Catalog File es capaz de registrar ocho extensiones para cada bifurcación del archivo; una vez que se utilizan, las extensiones son registradas en el Extents Overflow File. También se registran los bloques defectuosos como extensiones en el Extents Overflow File. El tamaño por defecto de un registro de extensión en Mac Os es 1 KB y en Mac OS X 4 KB.
6. El Archivo de Atributos (Attributes File) es un nuevo árbol B* en HFS+. El Attributes File puede almacenar tres tipos diferentes de registros de 4 KB: registros Inline Data Attribute, registros Fork Data Attribute y registros Extensión Attribute. El primero de ellos almacena pequeños atributos que pueden caber dentro del propio registro. El segundo contiene referencias a un máximo de ocho extensiones que pueden tener atributos. Y el último se utiliza para extender un registro Fork Data Attribute cuando las ocho extensiones están ya en uso.
7. El archivo de inicio (Startup File) está diseñado para sistemas que no son Mac OS y que no tienen soporte HFS o HFS+. Es similar al Bloque de Inicio del volumen HFS.
8. La Cabecera del Volumen Alternativa (Alternate Volume Header) equivalente al Alternate Master Directory Block de HFS.
9. El último sector en el volumen está reservado por Apple para su uso. Se usa durante el proceso de fabricación de los ordenadores.

¡GRACIAS!
SISTEMAS DE ARCHIVOS EN WINDOWS 8
El nuevo sistema de archivo ReFS(Resilient file system), se convierte en la evolución de la tecnología sistema de archivos (NTFS).

Es la primera gran novedad del sistema de archivos en casi dos décadas y está diseñado para tomar ventaja de nuevas arquitecturas de almacenamiento, el uso de metadatos y virtualización. Por otra parte ReFS es compatible con NTFS, pero está diseñado para proporcionar altos niveles de escalabilidad y flexibilidad.
Se destaca en este sistema ReFS la capacidad de espacios de almacenamiento para permitir grandes volúmenes en tamaños de archivo y directorios, así como agrupación de almacenamiento simplificado y virtualización dentro del sistema de archivos y mejor resistencia a la corrupción y fallas con grandes volúmenes y grupos de almacenamiento compartido.

La principal ventaja de ReFS por sobre NTFS sería una mejor tolerancia a los errores y accidentes, evitando pérdidas de datos frente a eventos tales como caídas del disco o pérdidas de energía eléctrica, todo esto manteniendo compatibilidad con los servicios que corren sobre NTFS.
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