Introducción a los Sistemas de Archivos y Directorios

Los sistemas de archivos implementan el almacenamiento persistente. Los datos creados por un programa persisten a la finalización del mismo. 

Los sistemas de archivos estructuran la información guardada en una unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro de un ordenador), que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos. La mayoría de los sistemas operativos manejan su propio sistema de archivos. 

Un gestor de archivos es una aplicación informática que provee acceso a archivos y facilita el realizar operaciones con ellos, como copiar, mover, eliminar archivos donde el usuario lo quiera ubicar y poder ingresar a ellos para realizar ciertas tareas. 

Nautilus, gestor de archivos del proyecto GNOME. 

Windows Explorer, gestor de archivos predeterminado de Windows 95 en adelante. 

Lo habitual es utilizar dispositivos de almacenamiento de datos que permiten el acceso a los datos como una cadena de bloques de un mismo tamaño (denominados clústers). El software del sistema de archivos es responsable de la organización de estos sectores en archivos y directorios y mantiene un registro de qué sectores pertenecen a qué archivos y cuáles no han sido utilizados. En la práctica, un sistema de archivos también puede ser utilizado para acceder a datos generados dinámicamente, como los recibidos a través de una conexión de red (sin la intervención de un dispositivo de almacenamiento). 

Funciones de la gestión de archivos

Gestión de disco. Cómo organizar bloques de disco en archivos. 

Designación (naming). Nombres de archivos dados por el usuario. 

Protección. Mantener segura la información. 

Fiabilidad/durabilidad. Cuando cae el sistema, se mantiene información en disco. 

Control de concurrencia o bloqueo de archivos. Accesos concurrentes al mismo archivo. 

Estas funciones se pueden agrupar en: 

Servicio de almacenamiento permanente. La abstracción archivo actúa como un contenedor de datos. Permite al usuario crear, borrar,…, archivos y controlar la compartición y el acceso. 

Servicio de directorio (gestión de datos). La abstracción sistema de archivos permite organizar, manipular y acceder a diferentes archivos. Suministra un sistema de designación lógico. 

Tipos de sistemas de archivos 

Sistemas de archivos de disco. Un sistema de archivo de disco está diseñado para el almacenamiento de archivos en una unidad de disco, que puede estar conectada directa o indirectamente al ordenador. 

Ext2, Ext3, Ext4 (Para Kernel Linux) 

FAT32, NTFS (Para Windows)

 MFS, HFS (Para MacOS) 

UFS (Para Unix) 

Sistemas de archivos de red. Un sistema de archivos de red es el que accede a sus archivos a través de una red. 

CIFS (también conocido como SMB o Samba, usado en redes Microsoft) 

NSS (Para sistemas Novell Netware 5) 

NFS 

Sistemas de archivos de propósito especial. Aquellos tipos de sistemas de archivos que no son ni sistemas de archivos de disco, ni sistemas de archivos de red. 

Archivos y directorios 

Un archivo es la unidad lógica de almacenamiento y se identifica mediante un nombre. 

Los directorios son archivos que almacenan información de otros archivos (nombre, atributos, etc). 

Los sistemas de archivos tradicionales proveen métodos para crear, mover, renombrar y eliminar tanto archivos como directorios. 

Los atributos de los archivos se denominan Metadatos. Es la información que mantiene el SO para describir al archivo. 

Suelen contener: 

Nombre - nombre de usuario. 

Tipo - caracteriza el contenido del archivo. 

Ubicación – su localización en el dispositivo. 

Tamaño - tamaño actual (bytes, bloques, ...) 

Protección - información de control de acceso: quién y qué puede hacer con él. 

Tiempos de creación, modificación, último acceso – por seguridad y vigilancia de uso. 

Rutas y nombres de archivos 

La estructura de directorios suele ser jerárquica, ramificada o "en árbol", aunque en algún caso podría ser plana. En algunos sistemas de archivos los nombres de archivos son estructurados, con sintaxis especiales para extensiones de archivos y números de versión. En otros, los nombres de archivos son simplemente cadenas de texto y los metadatos de cada archivo son alojados separadamente. 

En los sistemas de archivos jerárquicos, usualmente, se declara la ubicación precisa de un archivo con una cadena de texto llamada ruta (path en inglés). La nomenclatura para rutas varía ligeramente de sistema en sistema, pero mantienen por lo general una misma estructura. Una ruta viene dada por una sucesión de nombres de directorios y subdirectorios, ordenados jerárquicamente de izquierda a derecha y separados por algún carácter especial que suele ser una diagonal ('/') o diagonal invertida ('\') y puede terminar en el nombre de un archivo presente en la última rama de directorios especificada. 

Ejemplo. Unix /home/juan/Escritorio/listaProcesos.txt 

Donde: 

 / representa el directorio raíz donde está montado todo el sistema de archivos. 

 home/juan/Escritorio/ es la ruta del archivo. 

listaProcesos.txt es el nombre del archivo. 

Ejemplo. Windows C:\Documents and Settings\juan\Escritorio\listaProcesos.txt 

Donde: 

C: es la unidad de almacenamiento en la que se encuentra el archivo. 

\Documents and Settings\juan\Escritorio\ es la ruta del archivo.  listaProcesos es el nombre del archivo. 

 txt es la extensión del archivo.