Sistemas de archivos: qué son y cuáles son los más importantes

Los sistemas de archivos existen desde hace décadas. Las primeras tarjetas perforadas y cintas magnéticas ya los empleaban. Sin embargo, estas solo permitían acceder a la información de manera secuencial: por ejemplo, encontrar el lugar preciso donde se almacenaba algún dato en una bobina de cinta magnética requería un proceso de lectura muy lento. Hoy en día, los sistemas de archivos permiten acceder a los datos de forma aleatoria, lo que acelera exponencialmente el proceso de recuperación. Si te preguntas qué es exactamente un sistema de archivos y cuáles existen, sigue leyendo.

Hay diversos sistemas de archivos estándar para Windows, macOS, Linux, Unix y el resto de sistemas operativos. En los últimos años, con el desarrollo de las nuevas tecnologías, se han ido diferenciando cada vez más: por ejemplo, se han creado sistemas de archivos adecuados para los dispositivos de almacenamiento flash, cada vez más populares, entre los que se incluyen las memorias USB y las unidades SSD. Todos los sistemas de archivos comparten la característica de utilizar una estructura de árbol para organizar los archivos, que parte del directorio raíz. A partir de ahí, se ramifican el resto de carpetas o directorios y subcarpetas.

En la actualidad, existen bastantes sistemas de archivos, aunque no todos están igual de extendidos. Los más habituales hasta la fecha son FAT16, FAT32, exFAT y NTFS (Windows) y HFS+ y APFS (macOS/Mac OS X). Linux utiliza actualmente ext4 (sucesor de ext3 y ext2), entre otros. A continuación, resumimos brevemente las características de estos sistemas de archivos.

Este sistema de archivos existe desde 1980. Las versiones publicadas desde entonces reciben los nombres de FAT12, FAT16 y FAT32. El formato FAT es ideal para gestionar un volumen de datos pequeño. Desde la perspectiva actual, el sistema de archivos FAT está desactualizado, porque incluso en la variante más moderna y potente (FAT32, lanzada en 1997), los archivos pueden tener un tamaño máximo de 4 gigabytes (GB). FAT32 también limita el tamaño máximo de la partición a 8 terabytes (TB).

A pesar de estas limitaciones, el formato FAT sigue siendo muy común. Se utiliza para soportes de datos portátiles extraíbles (discos duros externos o memorias USB) y hardware especial (cámaras digitales, smartphones, rúters, televisores, radios para coche, etc.). Tiene el mayor rango de compatibilidad, especialmente en dispositivos móviles.

Este formato, publicado en 2006, es la evolución de FAT, el formato clásico. exFAT se diseñó originalmente para medios de almacenamiento extraíbles y, por lo tanto, es especialmente adecuado para memorias USB, tarjetas de memoria y discos duros externos, como unidades de estado sólido (SSD, acrónimo inglés de solid-state drive) con capacidad de almacenamiento individual. exFAT funciona de manera particularmente eficiente con soportes de datos más pequeños. Sin embargo, también puede procesar archivos grandes y supera con creces el límite de 4 GB de FAT32. Desde Windows 7, exFAT es compatible de forma nativa (por lo tanto, es el estándar de fábrica y no conlleva la necesidad de instalar controladores adicionales o paquetes de servicios especiales).

El sistema de archivos NTFS, que se introdujo en 1993 con el sistema operativo Windows NT, ha sido el sistema de archivos estándar para ordenadores con Windows desde Windows Vista. Ofrece varias ventajas sobre FAT, como la posibilidad de comprimir los medios de almacenamiento y una mayor seguridad de los datos (por ejemplo, mediante cifrado). Una característica especial de NTFS es que los derechos de acceso y recursos compartidos de los archivos y carpetas pueden definirse al detalle y de manera integral. Los usuarios pueden asignar derechos de acceso local y remoto a través de la red.

Este sistema de archivos, lanzado en 1998, es una evolución de HFS para Apple. Para diferenciar claramente los dos estándares, se habla también del Mac OS Extended (HFS+) y Mac OS Standard (HFS). En comparación con HFS, HFS+ funciona más rápido y de manera más eficiente a la hora de gestionar, leer y escribir los datos. También permite administrar más archivos, porque admite hasta 4000 millones de bloques de archivos o carpetas. Linux puede leer y escribir datos directamente con HFS+, aunque es necesario instalar paquetes especiales (hfsutils, hfsplus, hfsprogs) en algunos casos. Windows requiere un software adicional para ser totalmente compatible con HFS+.

APFS, lanzado por Apple en 2017, cumple ante todo con los requisitos de las unidades de estado sólido modernas. APFS está diseñado como un sistema de 64 bits, por lo que permite cifrar datos y archivos. Si un sistema operativo está en una SSD, el sistema de archivos HFS+ se convierte automáticamente a APFS. Este “formateo automático” se introdujo con el sistema operativo High Sierra. Desde macOS 10.14 Mojave, las unidades Fusion (unidades lógicas compuestas de SSD y discos duros mecánicos) también se migran a APFS automáticamente. En ciertas ocasiones, pueden surgir problemas al convertir HFS+ a APFS.

ext4 se introdujo en 2008 como sucesor de ext3. Este sistema de archivos es actualmente el estándar para muchos sistemas Linux, como Ubuntu. Su novedad más importante es la función extents, que optimiza la gestión de archivos grandes y evita la fragmentación de manera más eficaz que sus predecesores. Con ext4, las particiones se pueden ampliar y reducir según sea necesario, e incluso durante el procesamiento. Al contrario de ext3, que admitía un máximo de 32 terabytes, el sistema de archivos ext4 admite un volumen máximo muchas veces mayor, de 1 exabyte (aproximadamente 1 millón de terabytes).

La compatibilidad es muy importante a la hora de elegir el formato, por ejemplo, si deseas utilizar un disco duro externo no solo para el ordenador de casa, sino también en otras plataformas y dispositivos. Si quieres obtener la máxima flexibilidad para transferir datos entre un dispositivo Apple y uno Windows, te recomendamos, por ejemplo, formatear el sistema de archivos exFAT. En definitiva, formatear correctamente los medios de almacenamiento puede ser decisivo, ya que te ahorra complicaciones y limitaciones al transferir datos de un soporte a otro en el día a día.

Si se cumplen los requisitos básicos (por ejemplo, tener un hardware actualizado), también se puede cambiar de sistema en cualquier momento y, por ejemplo, pasar de un sistema de archivos antiguo a uno más moderno. Sin embargo, es fundamental comprobar de antemano si no conlleva el riesgo de perder los archivos o si antes se debe realizar una copia de seguridad de todos los datos para, a continuación, copiarlos nuevamente en el medio de almacenamiento. Existen programas gratuitos y de pago para este tipo de conversiones, que permiten llevarlas a cabo de forma más cómoda y segura. En algunos casos, sin embargo, también es posible formatear el sistema de archivos mediante los recursos que incorpora el propio sistema operativo. En nuestro artículo sobre el formateo de memorias USB aprenderás, por ejemplo, a convertir el sistema de archivos de una memoria USB directamente en Windows.