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Sistemas de ficheros

Los sistemas de ficheros son una parte esencial en el trabajo de los sistemas operativos. Gracias tanto a los propios sistemas de ficheros y a la parte del sistema operativo que se encarga de trabajar con ellos podemos almacenar ficheros y directorios en particiones de nuestros discos duros y dispositivos de almacenamiento masivo en general.

En este apartado estudiaremos que son los sistemas de ficheros, repasaremos los sectores y los clusters o unidades de asignación, así como los principales mecanismos de asignación de clusters/bloques/unidades de asignación a ficheros.

  1. ¿Qué es un sistema de ficheros?. Sectores y clusters
  2. Mecanismos de asignación de bloques a ficheros
  3. Ejercicios FAT32
  4. Rutas de ficheros

Sistema de ficheros

Definición

Con el término de sistema de ficheros hay un tanto de ambigüedad, se puede hacer referencia a la parte del sistema operativo encargada de gestionar los archivos o a los sistema de ficheros que se almacenan en memorias de almacenamiento masivo. Vamos a tratar de clarificar los términos.

Para nosotros, un sistema de ficheros es una estructura de datos que se encarga de organizar los bloques y sectores en una partición de una memoria de almacenamiento masivo para almacenar archivos en ella.

La parte del sistema opertivo que se encarga de gestionar los sistemas de ficheros conectados a él lo denominaríamos como gestor de sistema de ficheros.

Sector vs Cluster

Los discos duros, y en general los dispositivos de almacenamiento masivo de memoria secundaria y auxiliar, están divididos en sectores. Un sector es un bloque de 512 Bytes y es la unidad mínima con la que trabaja un dispositivo de almacenamiento masivo (de bloques).

De esta forma, si se desea escribir un solo byte de un fichero, lo mínimo con lo que va a trabajar el disco duro será con el sector.

Cluster

Un cluster, bloque o unidad de asginación consiste en un conjunto o bloque de sectores contiguos. Debido a dos factores es encesario trabajar con cluster o unidades de asginación:

– La cantidad de sectores que hay en los discos duros actuales y a los problemas de direccionamiento que generaría direccionarlos todos (cantidad de bits necesarios para direccionar tal tantidad de sectores).

– Gestionar los sectores ocupados y libres en el sistema de ficheros. Si no se utilizan bloques o clusters la cantidad de sectores es enorme e inmanejable.

Tecnicas de asignación de bloques a ficheros

Sistema de ficheros nativo

Un sistema de ficheros se denomna nativo de un sistema operativo cuando fué desarrollado para ese tipo de sistema operativo. Por ejemplo, FAT32 es un sistema de ficheros nativo de Microsoft Windows, puesto que fué desarrollado para ser utilizado en los sistemas operativos de Microsoft Windows.

Sin embargo, que un sistema de ficheros sea nativo de un sistema operativo no significa, necesariamente, que no pueda ser utilizado en otros sistemas de operativos. Por ejemplo, aunque FAT32 o NTFS son sistemas de ficheros nativos de Microsoft Windows, se pueden utilizar en sistemas operativos GNU/Linux como Debian o Ubuntu.

Esto es así puesto que estos sistemas operativos integran en su gestor de sistemas de ficheros este tipo de sistemas de ficheros. Se podría entender como que integran un módulo que es capaz de entender y gestionar estos sistemas de ficheros.

El contraejemplo son los sistemas de ficheros nativos de GNU/Linux como ext2/3/4 que no son accesibles directamente desde sistemas operativos de Microsoft Windows. Para acceder a este tipo de sistemas de ficheros sería necesario instalar un software especial a modo de módulo de acceso que permitiera accceder a esos sistemas de ficheros.

Algunos sistemas de ficheros

FAT (File Allocation Table). FAT12, FAT16 y FAT32. Son sistemas de ficheros de Microsoft. aunque en un sistema de ficheros que es limitado se sigue utilizando mucho en la versión de FAT 32 puesto que es un sistema de ficheros bien conocido por todos los fabricantes de dispositivos de almacenamiento masivo y electrónica general (por ejemplo, reproductores de DVD / multimedia, etc).

Algunas de las limitaciones más destables de su versión de 32 bits es la limitación de ficheros de hasta 4GB de capacidad y que no gestiona permisos de usuarios (no identifica el propietario del fichero ni los permisos de acceso que se dan a otros usuarios).

NTFS (New Technology File System). viene a suplir las carencias de FAT32, en cuanto a seguridad, tamaño de ficheros y gestión del propio sistema de ficheros por parte del Sistema Operativo.

Almacena la estructura de datos del sistema de ficheros en forma de árbol, mejorando el rendimiento de acceso a la inforación en disco. De esta forma no hace falta mantener toda la tabla de FAT en memoria para acceder a la información de los sistemas de ficheros.

Con NTFS, Microsoft Windows permite gestionar propietario y permisos de acceso de ficheros. Además permite ficheros de un tamaño mayor a 4GB.

ext2 / ext3 / ext4

Sistemas de ficheros nativos de GNU/Linux. Desde sistemas de Microsoft Windows no se puede acceder a la información almacenada en este tipo de sistemas deficheros directamente (se podría con un software especial).

Hay más sistemas de ficheros, como hpfs, sin embargo a nosotros, por ahora, los que más nos interesan son los que acabamos de citar.

Un sistema de ficheros es una estructura de datos que permite gestionar los ficheros que se almacenan en una partición.

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