Archivos y sistema de archivos. ReFS: el sistema de archivos del futuro

Introducción

El sistema de archivos NTFS se introdujo en 1993, según los estándares de TI. La última versión 3.1 se lanzó en octubre de 2001, junto con Windows XP, y NTFS no ha cambiado desde entonces. Los sistemas operativos más nuevos introdujeron nuevas funciones, pero todos utilizaron las capacidades ya integradas en NTFS. En 2018, Windows 10 todavía usa este sistema de archivos, ¿realmente Microsoft no ha encontrado nada nuevo a lo largo de los años? No, se les ocurrió. En 2012, se introdujo la edición de servidor de Windows, que contiene soporte para el último sistema de archivos de Microsoft: ReFS (sistema de archivos resistente). ReFS aporta muchas características nuevas al ecosistema de Windows que se han implementado durante mucho tiempo en otros sistemas de archivos. Los principales son el uso de árboles B+ para almacenar todos los datos y metadatos, lo que le permite convertir el sistema de archivos en una base de datos relacional, de copia en escritura, cuando la copia real de los datos ocurre solo cuando cambian, así como como comprobar la integridad de los datos. En general, todos estos cambios tienen como objetivo optimizar el rendimiento y aumentar la tolerancia a fallos del sistema.

En esta prueba, evaluaremos la velocidad del sistema de archivos ReFS en los discos duros, ya que para ellos las capacidades integradas en el FS son de gran valor. En una de las actualizaciones, Microsoft excluyó de Windows 10 la posibilidad de formatear particiones en ReFS, por lo que para ello utilizaremos la utilidad gratuita mkrefs. Para las pruebas, se asignó una partición de 8 GB al final del espacio en disco. Las operaciones de copia se realizaron en el disco duro y se leyeron archivos de música, imágenes, videos y una imagen ISO. Además, se realizaron pruebas CrystalDiskMark. Para construir los gráficos utilizamos el procesador de hojas de cálculo LibreOffice Calc, que forma parte de la suite ofimática gratuita LibreOffice.

Características del sistema de prueba:

• Procesador: Xeon E5440 a 3,4 GHz
• GIGABYTE GA-P35-DS3L
• RAM: 3584 MB DDR2-800
• Disco duro: Seagate Barracuda 7200.10 3250410AS 250 GB SATA II
• Unidad de estado sólido: SanDisk SDSSDHII-120G-G25 120 GB
• Windows 10 Pro x64, compilación 16299.309

Resultados de la prueba:

CrystalDiskMark 5.5.0 x64, lectura secuencial (MB/s)

CrystalDiskMark 5.5.0 x64, escritura secuencial (MB/s)

CrystalDiskMark 5.5.0 x64, lectura aleatoria (MB/s)

CrystalDiskMark 5.5.0 x64, escritura aleatoria (MB/s)

Grabación de 1000 archivos mp3 (6,34 GB), s

Grabación de 10.000 imágenes (3,39 GB), s

Grabación de 50 vídeos (4,5 GB), s

Grabar imagen ISO (2,3 GB), s

Lectura de 1000 archivos mp3 (6,34 GB), s

Lectura de 10.000 imágenes (3,39 GB), s

Lectura de 50 vídeos (4,5 GB), con

Leer imagen ISO (2,3 GB), s

Conclusión

Por supuesto, el sistema de archivos ReFS es un gran paso adelante en comparación con NTFS en términos de tolerancia a fallos. Sin embargo, desde el punto de vista del rendimiento, no todo es tan sencillo. ReFS está por delante de NTFS cuando trabaja con muchos archivos pequeños y cuando lee archivos grandes, mientras que NTFS, a su vez, está por delante cuando trabaja con archivos de tamaño mediano y cuando escribe archivos grandes.

Además de ReFS y NTFS, en las pruebas también participaron invitados del mundo Linux: los muy extendidos FS Ext2, Ext4 y BTRFS, así como el todavía utilizado FAT32 y su sustituto exFAT. Curiosamente, BTRFS y ReFS demuestran un rendimiento similar en casi todas las pruebas, lo cual no es sorprendente, ya que ambos sistemas son muy similares. FAT32 y exFAT no tienen función de registro y son sensibles a fallas inesperadas, por lo que no son prácticos para su uso donde la seguridad de los datos es importante. La falta de registro tiene un efecto positivo en el funcionamiento de las unidades flash, que en realidad son el entorno principal para usar FAT32 y exFAT. En muchos casos, estos sistemas de archivos muestran un mejor rendimiento que los sistemas de archivos registrados en diario, especialmente cuando se trabaja con archivos medianos y grandes.

Así, podemos decir que el sistema de archivos ReFS definitivamente tiene sus ventajas y su uso en determinados casos no sólo está justificado, sino incluso recomendado. Sí, por el momento ReFS aún no está tan extendido como nos gustaría, pero quizás en el futuro su rendimiento aumente, se agregarán nuevas funciones y se ampliarán las existentes, y no solo se hará más famoso, sino que también reemplace NTFS.

Archivos y sistema de archivos.

Todos los programas y datos se almacenan en la memoria a largo plazo (externa) de la computadora en forma de archivos.

Archivo- se trata de una cierta cantidad de información (programa o datos) que tiene un nombre y se almacena en la memoria a largo plazo (externa).

Nombre del archivo. El nombre del archivo consta de dos partes, separadas por un punto: el nombre real del archivo y la extensión que determina su tipo (programa, datos, etc.). El nombre real del archivo lo proporciona el usuario y el tipo de archivo generalmente lo establece automáticamente el programa cuando se crea (Tabla 4.2).

Los diferentes sistemas operativos tienen diferentes formatos de nombres de archivos. En el sistema operativo MS-DOS, el nombre del archivo en sí no debe contener más de 8 letras del alfabeto latino, números y algunos caracteres especiales, y la extensión consta de tres letras latinas, por ejemplo: proba.txt

En el sistema operativo Windows, el nombre del archivo puede tener hasta 255 caracteres y puede utilizar el alfabeto ruso, por ejemplo: Unidades de información.doc

Sistema de archivos. Cada medio de almacenamiento (disquete, disco duro o disco láser) puede almacenar una gran cantidad de archivos. El orden en el que se almacenan los archivos en el disco está determinado por el sistema de archivos utilizado.

Cada disco está dividido en dos áreas: un área de almacenamiento de archivos y un directorio. El directorio contiene el nombre del archivo y una indicación de dónde comienza en el disco. Si hacemos una analogía entre un disco y un libro, el área de almacenamiento de archivos corresponde a su contenido y el directorio corresponde a la tabla de contenido. Además, un libro consta de páginas y un disco, de sectores.

Para discos con una pequeña cantidad de archivos (hasta varias docenas), se puede utilizar sistema de archivos de un solo nivel, cuando el directorio (tabla de contenido del disco) es una secuencia lineal de nombres de archivos (Tabla 4.3). Un catálogo de este tipo se puede comparar con el índice de un libro para niños, que contiene sólo los títulos de cada cuento.

Si hay cientos y miles de archivos almacenados en el disco, para facilitar la búsqueda, utilice sistema de archivos jerárquico de varios niveles, que tiene una estructura de árbol. Un sistema jerárquico de este tipo se puede comparar, por ejemplo, con el índice de un libro de texto determinado, que es un sistema jerárquico de secciones, capítulos, párrafos y puntos.

El directorio raíz inicial contiene subdirectorios del primer nivel; a su vez, cada uno de estos últimos puede contener subdirectorios del segundo nivel, y así sucesivamente. Cabe señalar que los archivos se pueden almacenar en directorios de todos los niveles.

Por ejemplo, el directorio raíz puede contener dos subdirectorios de primer nivel (Directorio_1, Directorio_2) y un archivo (Archivo_1). A su vez, en el directorio de 1er nivel (Directorio_1) hay dos subdirectorios de segundo nivel (Directorio_1.1 y Directorio_1.2) y un archivo (Archivo_1.1) - fig. 4.21.

Sistema de archivos es un sistema de organización de directorios y almacenamiento de archivos.

Veamos un sistema de archivos jerárquico usando un ejemplo específico. Cada disco tiene un nombre lógico (A:, B: - disquetes, C:, D:, E: y así sucesivamente - discos duros y láser).

Deje que el directorio raíz de la unidad C: tenga dos directorios de primer nivel (JUEGOS, TEXTO) y el directorio JUEGOS tenga un directorio de segundo nivel (AJEDREZ). Al mismo tiempo, en el directorio TEXTO hay un archivo proba.txt, y en el directorio CHESS hay un archivo chess.exe (Fig. 4.22).

Ruta al archivo.¿Cómo encontrar archivos existentes (chess.exe, proba.txt) en un sistema de archivos jerárquico determinado? Para hacer esto, debe especificar la ruta al archivo. La ruta al archivo incluye el nombre lógico del disco, escrito mediante el separador "\", y una secuencia de nombres de directorios anidados, el último de los cuales contiene el archivo deseado. Las rutas a los archivos anteriores se pueden escribir de la siguiente manera:

La ruta al archivo junto con el nombre del archivo a veces se denomina nombre de archivo completo.

Ejemplo de un nombre de archivo completo:

Desde \JUEGOS\AJEDREZ\chess.exe

Presentación del sistema de archivos mediante una interfaz gráfica. El sistema de archivos jerárquico MS-DOS que contiene directorios y archivos se representa en el sistema operativo Windows a través de una interfaz gráfica en forma de un sistema jerárquico de carpetas y documentos. Una carpeta en Windows es análoga a un directorio de MS-DOS

Sin embargo, la estructura jerárquica de estos sistemas es algo diferente. En el sistema de archivos jerárquico MS-DOS, la parte superior de la jerarquía de objetos es el directorio raíz del disco, que se puede comparar con el tronco de un árbol en el que crecen ramas (subdirectorios) y en las ramas hay hojas (archivos). .

En Windows, en la parte superior de la jerarquía de carpetas está la carpeta Escritorio. El siguiente nivel está representado por carpetas. Mi computadora, Papelera Y Entorno de red(si la computadora está conectada a una red local) - fig. 4.23.

2. Seleccionando uno de los elementos del menú. Ver (iconos grandes, iconos pequeños, lista, tabla), puede personalizar la forma de presentación del contenido de la carpeta.

Carpeta Entorno de red contiene las carpetas de todas las computadoras actualmente conectadas a la red local.

Carpeta Cesta contiene temporalmente todas las carpetas y archivos eliminados. Si es necesario, retire y almacene en Carro Se pueden restaurar carpetas y documentos.

3. Para eliminar archivos permanentemente, debe ingresar el comando [Archivo-Vaciar Papelera].

Operaciones sobre archivos. Mientras se trabaja en una computadora, las siguientes operaciones se realizan con mayor frecuencia en archivos:

• copiar (se coloca una copia del archivo en otro directorio);
• mover (el archivo en sí se mueve a otro directorio);
• eliminación (la entrada del archivo se elimina del directorio);
• cambiar el nombre (cambios de nombre de archivo).

La interfaz gráfica de Windows le permite realizar operaciones en archivos usando el mouse usando el método Drag&Drop (arrastrar y soltar). También existen aplicaciones especializadas para trabajar con archivos, las llamadas administradores de archivos: Norton Commander, Windows Commander, Explorador, etc.

En algunos casos, resulta necesario trabajar con la interfaz de línea de comandos. Windows proporciona un modo para trabajar con la interfaz de línea de comandos de MS-DOS.

Interfaz de línea de comando

1. Ingrese el comando [Programas-Sesión MS-DOS]. Aparecerá la ventana de la aplicación. sesión de MS DOS.

Cuando el sistema lo solicite, puede ingresar comandos de MS-DOS desde el teclado, que incluyen:

• comandos para trabajar con archivos (copiar, eliminar, cambiar nombre, etc.);
• comandos para trabajar con directorios (dir, mkdir, chdir, etc.);
• Comandos para trabajar con discos (formatear, desfragmentar, etc.).

2. Hay docenas de comandos de MS-DOS y cada comando tiene su propio formato y parámetros, que son bastante difíciles de recordar. Para obtener información de ayuda sobre un comando, debe ingresar la tecla /? después del nombre del comando.

Por ejemplo, para obtener ayuda con el comando de formato, en el símbolo del sistema escribiría: C:\WINDOWS>format/?

Preguntas a considerar

1. ¿Qué elemento está en la cima de la jerarquía en el sistema de archivos MS-DOS? ¿En la GUI de Windows?

Tareas practicas

4.11. Copie archivos usando la interfaz de línea de comando y el administrador de archivos.

4.12. Vea la capacidad de los discos de su computadora, así como la cantidad de espacio utilizado y libre.

4.13. Familiarícese con el formato del comando dir. Ver el directorio raíz de la unidad C.

Hola lectores del sitio web de mi sitio web, quería contarles sobre existente Y nuevos sistemas de archivos, y también ayudarla correctamente elegir. Después de todo, la elección depende de la velocidad del trabajo, la comodidad y la salud, porque cuando la computadora se congela y se ralentiza, no creo que te guste y realmente afecta tus nervios :)

¿Qué es un sistema de archivos y para qué sirve?

En pocas palabras, este es un sistema que sirve para almacenar archivos y carpetas en un disco duro u otro medio, unidad flash, teléfono, cámara, etc. Y también para organizar archivos y carpetas: moverlos, copiarlos, renombrarlos. Entonces este sistema es responsable de todos sus archivos, por eso es tan importante.

Si elige el sistema de archivos incorrecto, es posible que su computadora no funcione correctamente, se congele, se bloquee, la información fluya lentamente y, lo que es peor, los datos se corrompan. Esto es bueno si no es específico del sistema, de lo contrario aparecerá. Y lo más importante es que si su computadora se ralentiza por este motivo, ¡ninguna limpieza de basura ayudará!

¿Tipos de sistemas de archivos?

Muchos sistemas de archivos son cosa del pasado, mientras que algunos están en sus últimas etapas, porque... Las tecnologías modernas crecen y crecen todos los días, y ahora está en camino un sistema de archivos completamente nuevo, detrás del cual puede futuro! Veamos dónde empezó todo.

gordo 12

Fat - tabla de asignación de archivos en traducción tabla de asignación de archivos. Al principio, el sistema de archivos era de 12 bits y utilizaba un máximo de 4096 clústeres. Fue desarrollado hace mucho tiempo, en la época de DOS, y se utilizaba para disquetes y unidades pequeñas con una capacidad de hasta 16 MB. Pero fue reemplazado por el más avanzado fat16.

gordo 16

Este sistema de archivos Ya contenía 65525 y soportaba discos de 4,2 GB de tamaño, en ese momento esto era un lujo y por eso hizo un buen trabajo en ese momento. Pero el tamaño del archivo no puede exceder los 2 GB y, en términos de eficiencia, no es la mejor opción; cuanto mayor es el tamaño del archivo, más espacio ocupa el clúster; Por tanto, no es rentable utilizar un volumen superior a 512 MB. La tabla muestra cuánto ocupa el tamaño del sector según el tamaño del medio.

Aunque el sistema funcionó bien en aquel momento, posteriormente aparecieron una serie de deficiencias:

1. No se puede trabajar con discos duros de más de 8 GB.

2. No puedes crear archivos de más de 2 GB.

3. La carpeta raíz no puede contener más de 512 elementos.

4. Incapacidad para trabajar con particiones de disco de más de 2 GB.

gordo 32

Las tecnologías modernas no se detienen y, con el tiempo, el sistema fat 16 se volvió insuficiente y vino como reemplazo grasa 32. Este sistema ya podía admitir discos de hasta 2 terabytes (2048 gigabytes) de tamaño y ya podía utilizar el espacio en disco de forma económica gracias a los clústeres más pequeños. Otra ventaja es que no hay restricciones en el uso de archivos en la carpeta raíz y es más confiable en comparación con versiones anteriores. Pero la mayor desventaja por el momento es que los archivos pueden dañarse y es bueno que esto no provoque . Y la segunda desventaja principal es que ahora los archivos superan el tamaño de más de 4 GB y el sistema no admite un volumen mayor de un archivo. Que los usuarios a menudo tienen preguntas sobre por qué no puedo descargar una película de 7 GB, aunque hay 100 GB libres en el disco, ese es el problema.

Es por eso contras y aquí es suficiente:

1. El sistema no admite archivos de más de 4 GB.

2. El sistema es susceptible a la fragmentación de archivos, lo que hace que el sistema se ralentice.

3. Susceptibles a presentar corrupción.

4. Por el momento ya existen discos de más de 2 TB.

NTFS

Y aquí viene como reemplazo. nuevo sistema ntfs(Sistema de archivos de nueva tecnología) lo que se traduce sistema de archivos nueva tecnología, en el que se eliminan una serie de deficiencias, pero también muchas desventajas. Este sistema es el último aprobado, sin contar el nuevo, del que os hablaré a continuación. El sistema apareció en los años 90, fue aprobado en 2001 con el lanzamiento de Windows XP y todavía se utiliza en la actualidad.

admite discos de hasta 18 TB de tamaño, genial, ¿verdad? Y cuando los archivos están fragmentados, la pérdida de velocidad no es tan notoria. La seguridad ya ha alcanzado buenos niveles; en caso de fallo, es poco probable que se dañe la información. Contras

y aquí estarán:

1. Consumo de RAM, si tiene menos de 64 MB de RAM, no se recomienda instalarlo.

2. Cuando queda un 10% de espacio libre en el disco duro, el sistema comienza a ralentizarse notablemente.

3. Trabajar con una capacidad de almacenamiento pequeña puede resultar complicado.

Nueva referencia Para estrenar Sistema de archivos ReFS ( Resilient File System) traducido como un sistema de archivos tolerante a fallos desarrollado para el nuevo sistema operativo Windows, al que puede seguir¡futuro!

Según los desarrolladores, el sistema debería ser extremadamente fiable y, poco después de la modificación, será compatible con otros sistemas operativos. Aquí tienes una tabla de diferencias: Como puede ver, el nuevo sistema admite mayores cantidades de espacio en disco y una mayor cantidad de caracteres en la ruta y el nombre del archivo. El sistema promete ser más seguro y debería haber un mínimo de fallas debido a la nueva arquitectura y una forma diferente de registrar el registro. Aunque solo es visible, por supuesto. pros contras, pero aún no se sabe qué tan cierto es esto. Después de la aprobación total, una serie de

. Pero por ahora esto sigue siendo un misterio. Esperemos que el nuevo sistema de archivos sólo nos traiga experiencias positivas.

¿Qué sistema de archivos debería elegir? Es mejor instalarlo en una computadora que funcione bien. ntfs , será más productivo y seguro para estos fines. No se recomienda instalar en computadoras con una capacidad de disco duro inferior a 32 GB y RAM de 64 MB. y la anciana se puede instalar en unidades flash de pequeña capacidad, porque la productividad puede ser mayor. Y una cosa más es que si formateas una unidad flash de un teléfono, cámara digital y otros dispositivos electrónicos en formato ntfs, es posible que tengas errores, porque... Es posible que algunos dispositivos no admitan ntfs o que tarden en usarlo y provoquen fallas. Entonces, antes de formatear, asegúrese de qué sistema de archivos es mejor para su dispositivo.

Existen otros tipos de sistemas de archivos, por ejemplo para Linux. XFS, ReiserFS (Reiser3), JFS (sistema de archivos registrado), ext (sistema de archivos extendido), ext2 (segundo sistema de archivos extendido), ext3 (tercer sistema de archivos extendido), Reiser4, ext4, Btrfs (árbol B FS o mantequilla FS), Tux2, Tux3, Xiafs, ZFS (sistema de archivos Zettabyte), pero esa es una historia completamente diferente...

Si ya instaló y trabajó con los nuevos sistemas operativos de Microsoft: Windows Server 2012 y Windows 8, probablemente ya habrá notado que ahora se pueden formatear nuevos volúmenes en el sistema de archivos ReFS. ¿Qué es un sistema de archivos? ReFS? La abreviatura ReFS significa Sistema de archivos resistente, es decir. en ruso "Sistema de archivos tolerante a fallos".

Microsoft ve el sistema de archivos ReFS como el sucesor del sistema de archivos NTFS más popular actualmente, cuyas capacidades tecnológicas ya han llegado a su límite. En particular, cuando se trabaja con medios de almacenamiento de gran tamaño, surgen dificultades con su funcionamiento: se tarda demasiado en realizar una operación de verificación de errores, el funcionamiento del registro es lento y se alcanzan los límites máximos de tamaño de archivo en el sistema de archivos NTFS.

Características del sistema de archivos ReFS.

La mayoría de las innovaciones de ReFS se encuentran en el área de creación y administración de estructuras de archivos y carpetas. Estas funciones se implementan para corregir errores automáticamente, garantizar una alta escalabilidad y trabajar en modo Siempre en línea (conexión permanente). Las carpetas en el sistema de archivos ReFS están estructuradas en forma de tablas con archivos como registros, que a su vez pueden tener sus propios atributos, organizados en forma de subtablas, implementando la estructura de árbol jerárquico de los árboles B+ que conocemos de las bases de datos. El espacio libre en disco también está organizado en tablas.

Al desarrollar ReFS se persiguieron los siguientes objetivos:

• Garantizar la máxima compatibilidad con las funciones NTFS existentes y eliminar las innecesarias que añaden complejidad al sistema.
• Verificación y corrección automática de datos.
• Escalabilidad.
• Flexibilidad de la arquitectura utilizando la función realmente concebida para ReFS.

Características principales de ReFS

• Límites aumentados en el tamaño de particiones, directorios y archivos (tabla a continuación)
• Integridad de metadatos con sumas de verificación.
• Una técnica especial para escribir en el disco son los flujos de integridad, que brindan protección de datos adicional si parte del disco está dañada.
• Nuevo modelo de transacción “asignar al escribir” (copiar al escribir)
• Limpieza de discos: tecnología para limpiar discos en segundo plano
• Posibilidad de organizar grupos de almacenamiento que se pueden utilizar en virtualización, incl. para garantizar la tolerancia a fallos de las máquinas virtuales y el equilibrio de carga.
• La segmentación de datos en serie (extracción de datos) se utiliza para mejorar el rendimiento.
• Rescatar datos alrededor de un área dañada en un disco.

Limitaciones del sistema de archivos ReFS

Funciones NTFS compatibles

ReFS hereda muchas de las características y semántica de su predecesor NTFS, que incluyen:

• Seguridad de BitLocker
• revista USN
• listas de control de acceso (ACL)
• enlaces simbólicos para bibliotecas
• puntos de montaje
• puntos de unión
• puntos de análisis

Se podrá acceder a todos los datos del sistema de archivos ReFS a través de las mismas API que se utilizan actualmente para acceder a las particiones NTFS.

ReFS abandonó las siguientes características NTFS:

• compresión de datos
• Cifrado a nivel de archivos EFS
• nombres de archivos cortos 8.3
• Enlaces duros

ReFS en Windows 8

La compatibilidad con ReFS apareció en Windows 8 y Windows Server 2012, y solo para volúmenes de datos. Es decir, las particiones con ReFS no se pueden utilizar para instalar un sistema operativo y arrancar desde él. Con el tiempo, ReFS estará equipado con más funciones y podrá reemplazar por completo el obsoleto sistema NTFS. Lo más probable es que todas las funciones nuevas aparezcan en el primer Service Pack para Windows 8.

Además, ReFS aún no se puede utilizar para dispositivos de almacenamiento portátiles y extraíbles (actualmente, ReFS solo se utiliza para medios internos).

Un punto desagradable es el hecho de que los volúmenes NTFS existentes no se pueden convertir a ReFS sobre la marcha. Los datos deberán transferirse mediante copia periódica.

El volumen se puede formatear en el sistema de archivos ReFS a través de la consola de administración de discos. Pero las opciones adicionales, como habilitar la verificación de integridad, solo se pueden habilitar desde la línea de comando.

Por ejemplo, puede habilitar la verificación de integridad de ReFS con el comando:

Formato /fs:refs /q /i:activar

Deshabilite la verificación de integridad.

Actualmente, el mercado informático ofrece muchas oportunidades para almacenar enormes cantidades de información personal o corporativa en formato digital. Los dispositivos de almacenamiento incluyen discos duros internos y externos, unidades flash USB, tarjetas de memoria para fotografías/videocámaras, sistemas RAID complejos, etc. Los documentos reales, presentaciones, imágenes, música, vídeos, bases de datos y correos electrónicos se almacenan como archivos que pueden ocupar mucho tiempo. espacio.

Este artículo proporciona una descripción detallada de cómo se almacena la información en un dispositivo de almacenamiento.

Cualquier archivo informático se almacena en un almacenamiento con una capacidad determinada. De hecho, cada almacenamiento es un espacio lineal para leer o leer y escribir información digital. Cada byte de información almacenado tiene su propio desplazamiento desde el inicio del almacenamiento (dirección) y se refiere a esta dirección. El almacenamiento se puede representar como una cuadrícula con un conjunto de celdas numeradas (cada celda representa un byte). Cualquier archivo que se guarde en el almacenamiento recibe estas celdas.

Normalmente, el almacenamiento informático utiliza un par de sectores y un desplazamiento dentro del sector para hacer referencia a cualquier byte de información en el almacenamiento. Un sector es un grupo de bytes (normalmente 512 bytes), la unidad de almacenamiento físico direccionable más pequeña. Por ejemplo, 1040 bytes en un disco duro se denominarían sector n.° 3 y el desplazamiento del sector es de 16 bytes ([sector - 512] + [sector - 512] +). Este esquema se utiliza para optimizar el direccionamiento del almacenamiento y utilizar menos números para hacer referencia a cualquier información en el almacenamiento.

Para omitir la segunda parte de la dirección (el desplazamiento del sector), los archivos normalmente se almacenan comenzando desde el principio del sector y ocupando sectores enteros (por ejemplo, un archivo de 10 bytes ocupa un sector completo, un archivo de 512 bytes también ocupa un sector completo, mientras que en un archivo de 514 bytes el archivo ocupa dos sectores completos).

Cada archivo se almacena en sectores "no utilizados" y se puede leer en una ubicación y tamaño conocidos. Sin embargo, ¿cómo sabemos qué sectores se están utilizando y cuáles no? ¿Dónde se almacenan el tamaño, la posición y el nombre del archivo? Estas respuestas las proporciona el sistema de archivos.

En general, un sistema de archivos es una representación estructurada de datos y un conjunto de metadatos que describen los datos almacenados. El sistema de archivos sirve para almacenar todo el almacenamiento y también forma parte de un segmento de almacenamiento aislado: una partición de disco. Normalmente, el sistema de archivos gestiona bloques en lugar de sectores. Los bloques del sistema de archivos son grupos de sectores que optimizan el direccionamiento del almacenamiento. Los sistemas de archivos modernos suelen utilizar tamaños de bloque que oscilan entre 1 y 128 sectores (512-65536 bytes). Los archivos suelen almacenarse al principio de un bloque y ocupan bloques enteros.

Grandes operaciones de escritura/eliminación en el sistema de archivos dan como resultado la fragmentación del sistema de archivos. Por tanto, los archivos no se guardan como unidades completas, sino que se dividen en fragmentos. Por ejemplo, el almacenamiento está completamente ocupado por archivos de aproximadamente 4 bloques de tamaño (por ejemplo, una colección de imágenes). El usuario desea guardar un archivo que ocupará 8 bloques y, por lo tanto, eliminará el primer y el último archivo. Al hacer esto, se liberan 8 bloques de espacio; sin embargo, el primer segmento está cerca del inicio del almacenamiento y el segundo está cerca del final del almacenamiento. En este caso, un archivo con 8 bloques se divide en dos partes (4 bloques por cada parte) y ocupa “huecos” de espacio libre. La información sobre ambos fragmentos como parte de un archivo se almacena en el sistema de archivos.

Además de los archivos de usuario, el sistema de archivos también contiene sus propios parámetros (como el tamaño del bloque), descriptores de archivos (incluido el tamaño del archivo, la ubicación del archivo, los fragmentos de archivo, etc.), los nombres de los archivos y la jerarquía de directorios. También puede almacenar información de seguridad, atributos extendidos y otros parámetros.

Para cumplir con diversos requisitos, como rendimiento, estabilidad y confiabilidad del almacenamiento, una gran cantidad de sistemas de archivos están diseñados para cumplir propósitos de usuario específicos.

sistemas de archivos de windows

El sistema operativo Microsoft Windows utiliza dos sistemas de archivos principales: FAT, heredado del antiguo DOS con su posterior extensión FAT32, y los sistemas de archivos NTFS, ampliamente utilizados. El sistema de archivos ReFS lanzado recientemente fue desarrollado por Microsoft como un sistema de archivos de próxima generación para servidores Windows 8, 10.

FAT (Tabla de asignación de archivos) es uno de los tipos de sistemas de archivos más simples. Consiste en un sector descriptor del sistema de archivos (sector de arranque o superbloque), una tabla de asignación de bloques del sistema de archivos (llamada tabla de asignación de archivos) y un espacio de almacenamiento simple para archivos y carpetas. Los archivos en FAT se almacenan en directorios. Cada directorio es una matriz de entradas de 32 bytes, cada una de las cuales define archivos o atributos de archivos extendidos (como un nombre de archivo largo). Una entrada de archivo asigna el primer bloque de un archivo. Cualquier bloque siguiente se puede encontrar a través de la tabla de asignación de bloques, usándola como una lista vinculada.

La tabla de asignación de bloques contiene una serie de descriptores de bloques. Un valor de cero indica que el bloque no se utiliza y un valor distinto de cero se refiere al siguiente bloque del archivo o a un valor especial para el final del archivo.

Los números en FAT12, FAT16, FAT32 indican la cantidad de bits utilizados para enumerar un bloque del sistema de archivos. Esto significa que FAT12 puede usar hasta 4096 referencias de bloques diferentes, mientras que FAT16 y FAT32 pueden usar hasta 65536 y 4294967296 respectivamente. El número máximo real de bloques es aún menor y depende de la implementación del controlador del sistema de archivos.

FAT12 se utilizó para disquetes más antiguos. FAT16 (o simplemente FAT) y FAT32 se utilizan ampliamente para tarjetas de memoria flash y unidades flash USB. El sistema es compatible con teléfonos móviles, cámaras digitales y otros dispositivos portátiles.

FAT o FAT32 es un sistema de archivos que se utiliza en particiones de disco o almacenamiento externo compatibles con Windows de menos de 2 GB (para FAT) o 32 GB (para FAT32). Windows no puede crear un sistema de archivos FAT32 de más de 32 GB (sin embargo, Linux admite FAT32 de hasta 2 TB).

NTFS (New Technology File System) se introdujo en Windows NT y actualmente es el sistema de archivos principal de Windows. Este es el sistema de archivos predeterminado para particiones de disco y el único sistema de archivos que admite particiones de disco de 32 GB. El sistema de archivos es bastante extensible y admite muchas propiedades de archivos, incluido el control de acceso, el cifrado, etc. Cada archivo en NTFS se almacena como un descriptor de archivo en la tabla de archivos maestra y en el contenido del archivo. La tabla de archivos principal contiene toda la información sobre el archivo: tamaño, distribución, nombre, etc. El primer y último sector del sistema de archivos contienen los parámetros del sistema de archivos (registro de arranque o superbloque). Este sistema de archivos utiliza valores de 48 y 64 bits para las referencias de archivos, lo que admite almacenamiento en disco de alta capacidad.

ReFS (Resilient File System) es el último desarrollo de Microsoft, actualmente disponible para servidores Windows 8 y 10. La arquitectura del sistema de archivos es completamente diferente de otros sistemas de archivos de Windows y está básicamente organizado como un árbol B+. ReFS es altamente tolerante a fallas debido a las nuevas características incluidas en el sistema, a saber, Copia en escritura (CoW): ningún metadato se modifica sin copiarse; los datos se escriben en un nuevo espacio en disco en lugar de sobre los datos existentes. Cada vez que se modifican archivos, se almacena una nueva copia de los metadatos en el espacio de almacenamiento libre y luego el sistema crea un enlace de los metadatos antiguos a los más nuevos. Por lo tanto, el sistema almacena una cantidad significativa de copias de seguridad antiguas en diferentes ubicaciones, lo que permite una fácil recuperación de archivos siempre que no se sobrescriba la ubicación de almacenamiento.

Para obtener información sobre cómo recuperar datos de estos sistemas de archivos, visite " Posibilidades de recuperación ».

Sistemas de archivos MacOS

El sistema operativo MacOS de Apple utiliza dos sistemas de archivos: HFS+, una extensión de su propio sistema de archivos HFS utilizado en computadoras Macintosh más antiguas, y el APFS lanzado recientemente.

El sistema de archivos HFS+ se ejecuta en productos Apple, incluidos ordenadores Mac, iPods y productos Apple X Server. Los productos de servidor avanzados también utilizan el sistema de archivos Apple Xsan, un sistema de archivos en clúster derivado de los sistemas de archivos StorNext o CentraVision.

Este sistema de archivos almacena archivos y carpetas e información del Finder sobre la exploración de directorios, posiciones de ventanas, etc.

Sistemas de archivos Linux

El sistema operativo Linux de código abierto tiene como objetivo implementar, probar y utilizar varios conceptos de sistemas de archivos.

Los sistemas de archivos Linux más populares son:

• Ext2, Ext3, Ext4- Sistema de archivos “nativo” de Linux. Este sistema de archivos está sujeto a desarrollo y mejora activos. El sistema de archivos Ext3 es simplemente una extensión de Ext2 que utiliza operaciones de escritura de transacciones de diario. Ext4 es una extensión adicional de Ext3, con soporte para información de distribución de archivos optimizada (extensiones) y atributos de archivos extendidos. Este sistema de archivos se utiliza a menudo como sistema de archivos "raíz" para la mayoría de las instalaciones de Linux.
• ReiserFS - Un sistema de archivos alternativo de Linux para almacenar una gran cantidad de archivos pequeños. Tiene buenas capacidades de búsqueda de archivos y le permite distribuir archivos de forma compacta, almacenando colas de archivos o archivos pequeños junto con metadatos, para no utilizar grandes bloques del sistema de archivos para el mismo propósito.
• XFS es un sistema de archivos creado por SGI y utilizado originalmente para los servidores IRIX de la empresa. Las especificaciones XFS ahora están implementadas en Linux. El sistema de archivos XFS tiene un rendimiento excelente y se usa ampliamente para almacenar archivos.
• JFS- un sistema de archivos desarrollado por IBM para los potentes sistemas informáticos de la empresa. JFS1 suele significar JFS, JFS2 es la segunda versión. Este sistema de archivos es actualmente de código abierto y está implementado en la mayoría de las versiones modernas de Linux.

Concepto " acoplamiento duro" utilizado en dichos sistemas operativos hace que la mayoría de los sistemas de archivos Linux tengan el mismo aspecto, ya que el nombre del archivo no se trata como un atributo del archivo sino que se define como un alias para un archivo en un directorio específico. Un objeto de archivo puede asociarse con muchas ubicaciones, incluso replicarse desde el mismo directorio con diferentes nombres. Esto puede provocar dificultades graves e incluso insuperables a la hora de recuperar nombres de archivos después de que se hayan eliminado o de que el sistema de archivos se haya dañado.

Para obtener información sobre cómo recuperar datos de estos sistemas de archivos, visite la página " ".

Sistemas de archivos BSD, Solaris, Unix

El sistema de archivos más común para estos sistemas operativos es UFS (Unix File System), también llamado FFS (Fast File System).

Actualmente, UFS (en diferentes versiones) es compatible con todos los sistemas operativos de la familia Unix y es el sistema de archivos principal del sistema operativo BSD y del sistema operativo Sun Solaris. Las tecnologías informáticas modernas tienden a implementar sustitutos de UFS en diferentes sistemas operativos (ZFS para Solaris, JFS y sistemas de archivos derivados para Unix, etc.).

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Sistemas de archivos agrupados

Los sistemas de archivos agrupados se utilizan en sistemas de clústeres de computadoras. Estos sistemas de archivos admiten almacenamiento distribuido.

Los sistemas de archivos distribuidos incluyen:

• ZFS- “Zettabyte File System” es un nuevo sistema de archivos diseñado para el almacenamiento distribuido del sistema operativo Sun Solaris.
• manzana xsan- La evolución de Apple de CentraVision y posteriores sistemas de archivos StorNext.
• VMFS- “Virtual Machine File System” desarrollado por VMware para su VMware ESX Server.
• SGF- Red Hat Linux "Sistema de archivos global".
• JFS1- diseño original (heredado) del sistema de archivos IBM JFS utilizado en sistemas de almacenamiento AIX más antiguos.

Las propiedades comunes de estos sistemas de archivos incluyen soporte para almacenamiento distribuido, extensibilidad y modularidad.

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