Sistema d'archius

Un sistema d'archius o sistema de fichers, (file system: fs), en informàtica, és un element que controla cóm s'almagasenen i recuperen les senyes. Sense un sistema d'archius, les senyes colocades en un mig d'almagasenament serien un gran cos de senyes sense manera de saber on termina una senya i comença el següent. És l'encarregat d'administrar i facilitar l'us de les memòries perifèriques o internes, ya siguen secundàries o terciarias.

Erro al crear miniatura:

Els sistemes d'archius organisen l'informació guardada en els diferents formats d'almagasenament.

Erro al crear miniatura:

Estructura de disc que mostra:
(A) una pista (roja),
(B) un sector geomètric (blau),
(C) un sector de disc d'una pista (magenta),
(D) un grup de sectors o clúster (vert).

Les seues principals funcions són l'assignació d'espai als archius, l'administració de l'espai lliure i de l'accés a les senyes resguardades. Estructuren l'informació guardada en un dispositiu d'almagasenament de senyes o unitat d'almagasenament (normalment un disc dur o una Unitat d'estat sòlit ¨¨ d'una computadora), que despuix serà representada ya siga textual o gràficament utilisant un gestor d'archius.

La majoria dels sistemes operatius manegen el seu propi sistema d'archius.

Lo habitual és utilisar dispositius d'almagasenament de senyes que permeten l'accés a les senyes com una cadena de blocs d'un mateix tamany, a voltes cridats sectors, usualment de 512 bytes de llongitut (també denominats clústers). el software del sistema d'archius és responsable de l'organisació d'estos sectors en archius i directoris i manté un registre de quins sectors pertanyen a quins archius i quins no han segut utilisats. En la pràctica, un sistema d'archius també pot ser utilisat per a accedir a senyes generades dinàmicament, com els rebuts a través d'una conexió de ret de computadores (sense l'intervenció d'un dispositiu d'almagasenament).

Els sistemes d'archius proveïxen métodos per a crear, moure, renombrar i eliminar tant archius com a directoris, pero carixen de métodos per a crear, per eixemple, enllaços adicionals a un directori o archiu (enllaç dur en Unix) o renombrar enllaces pares (".." en Unix).

L'accés segur a sistemes d'archius bàsics pot estar basat en els esquemes de llista de control d'accés (access control list, ACL) o capacitats. Les llistes de control d'accés (ACL) dels sistemes d'archius no són insegures per disseny, pero sí poden ser un punt dèbil si s'usen mal: permissos massa amplis, mal configuració per defecte o falta d'auditoria fan que ACL servixquen de poc.

Etimologia

La frase "sistema d'archius" en informàtica és la traducció directa del terme anglés "file system". La seua etimologia es remonta a l'us precomputacional del concepte de "sistema d'archius" per a organisar documents en paper des d'al voltant de 1900, que es va adaptar a l'informàtica en la década de 1960. El terme "file system" va sorgir en les albors de la computació. En 1961, sistemes com Burroughs MCP i el MIT Compatible Clave-Sharing System varen introduir el concepte d'un "sistema d'archius" per a gestionar archius virtuals en dispositius d'almagasenament, evolucionant de denominacions com "archius de disc" per a hardware. En espanyol, s'usa "sistema d'archius" en Hispanoamèrica o "sistema de fichers" en Espanya, calc lliteral de "file system" (fs). Per a 1964, ya era d'us general en contexts informàtics, administrant l'almagasenament i recuperació de senyes en memòries perifèriques.

Arquitectura

Els sistemes d'archius llògic, virtual i físic són components clau en l'arquitectura d'almagasenament de senyes en sistemes operatius, cada u en un enfocament específic en cóm s'organisen i accedixen els archius.

Sistema d'Archius Llògic

Este nivell proporciona una vista unificada a l'usuari i al kernel, abstraendo les diferències entre distints tipos d'almagasenament físic o remot. Permet operacions com obrir, llegir o tancar archius per mig de cridades al sistema, independentment de si són locals o de ret. Gestiona taules d'archius oberts i descriptores per procés, assegurant coherència en l'interfaç.

Sistema d'Archius Virtual

Es referix a l'abstracció que el sistema operatiu presenta a l'usuari, com una estructura jeràrquica de directoris i archius (ej. en Unix/Linux o Windows). Inclou vistes llògiques com a archius reals (almagasenats físicament) versus virtuals (generats dinàmicament, com /proc en Linux), facilitant l'accés sense expondre l'hardware subjacent.

Sistema d'Archius Físic

Maneja l'organisació real en el disc, a nivell de pistes, sectors i blocs d'assignació. Inclou métodos d'assignació d'espai lliure (contigu, enllaçat o indexat) i definix cóm s'almagasenen les senyes físicament per a optimisar l'accés. Eixemples inclouen estructures com a blocs llògics en HFS o ext4 en Linux.

Atributs

Nomene d'archiu o ficher

Erro al crear miniatura:

Icon d'archiu (Hispanoamèrica) o ficher (Espanya) de text DOCX.

El nom d'archiu és la cadena de text que identifica un archiu en un sistema d'archius. Generalment consta d'un nom base i una extensió opcional, separats per un punt, com en "document. cht" a on "document" és el nom i ". cht" indica el tipo. Pot formar part d'una ruta completa, absoluta (des de la raïl, ej. C:Documents�rchivo. cht) o relativa, per a especificar la seua posició en l'estructura de directoris.

Restriccions per sistemaLos sistemes operatius imponen llímits en llongitut i caràcters permesos; per eixemple, Windows no distinguix mayúscules/minúscules en NTFS, mentres que Unix sí.

Carpeta o directori

Erro al crear miniatura:

Icon d'una carpeta (Hispanoamèrica) o directori (Espanya)

En un sistema d'archius, una carpeta (Hispanoamèrica) o directori (Espanya) és un contenidor virtual que organisa i agrupa archius i atres subcarpetas de forma jeràrquica. Servix per a estructurar senyes llògicament, facilitant el seu almagasenament, busca i accés, sense contindre senyes pròpies sino solament referències al seu contingut. Estructura típica Es representa com un arbre: hi ha un directori raïl (ej. C: en Windows) del que partixen subdirectoris anidados. Pot incloure archius de qualsevol tipo (documents, images) i permissos d'accés. A diferència d'un archiu, que almagasena senyes reals, la carpeta solament organisa sense guardar informació directa.

Metadatos

Els metadatos en un sistema d'archius són senyes descriptius que acompanyen als archius i proporcionen informació sobre les seues propietats, sense formar part del contingut principal. Estos permeten organisar, buscar i gestionar archius de manera eficient.Els metadatos, coneguts com "senyes sobre senyes", inclouen detalls com a dates de creació, modificació o accés, tamany de l'archiu i permissos de seguritat. En sistemes com NTFS o ext4, s'almagasenen en estructures com inodos o taules d'archius. Tipos comuns

• Tècnics: Tamany, extensió, ruta completa i propietari.
• Administratius: Atributs com "amagat", "solament llectura" o llista de control d'accessos (ACL).
• Descriptius: Dates d'accés, modificació i creació, útils per a auditories.

Unitats d'assignació

Erro al crear miniatura:

El tamany dels sectors es definix segons el sistema d'archius, l'us i el tamany del mig d'almagasenament.

Les unitats d'assignació són blocs mínims d'espai que un sistema d'archius assigna als archius per a almagasenar-los en disc. També conegudes com a clústers, representen l'unitat bàsica d'almagasenament en sistemes com NTFS, FAT o ext4; per eixemple, un archiu d'1 KB en un clúster de 4 KB ocuparà tot el clúster, generant espai desperdiciat (fragmentació interna). Els tamanys varien segons el sistema d'archius i la capacitat del disc: en NTFS solen anar de 512 bytes a 64 KB, en 4 KB com a predeterminat en discs grans; FAT32 usa 4 KB per a volums de 8-16 GB, i ext4 en Linux ampra 1-4 KB per defecte. Un tamany chicotet (ej. 512 B) maximizar l'us de l'espai per a molts archius menuts, pero aumenta la fragmentació i la sobrecàrrega de metadatos; un de gran (ej. 64 KB) millora la velocitat en SSD/HDD en archius grans, pero desperdicia més espai en archius menuts.

Fragmentació

Erro al crear miniatura:

Eixemple de fragmentació d'un sistema d'archius.

La fragmentació d'un sistema d'archius ocorre quan els archius es dividixen en fragments no contigus en l'almagasenament, lo que aumenta els temps d'accés i reduïx el rendiment. Açò és especialment rellevant en mijos magnètics, pero varia segons el tipo de dispositiu. En discs durs tradicionals, la fragmentació és comuna perque usen plats giratoris i cabezals mecànics que deuen desplaçar-se per a llegir fragments dispersos. Archius grans com videos es fragmenten més en editar-se o eliminar-se repetidament, causant llentitut. Les SSD, basades en memòria flash, sofrixen menys fragmentació ya que no tenen parts mecàniques i accedixen electrònicament a les senyes. No obstant, un us excessiu del 85-95% de capacitat pot induir-la, encara que sistemes moderns com NTFS o Ext4 la minimisen en assignació retardada. Els discs òptics són de solament llectura o escritura seqüencial llimitada, per lo que no sofrixen fragmentació significativa una volta gravats. El seu disseny llineal evita la dispersió d'archius, encara que la gravació multisesión pot simular-la mínimament. Les cintes magnètiques almagasenen senyes de forma estrictament seqüencial, fent impossible la fragmentació interna; els archius s'escriuen en blocs contigus durant el bolcat llineal. Solament hi ha "fragmentació externa" si es intercalan archius, pero no afecta l'accés com en HDD.

Control d'accés

El control d'accés en un sistema d'archius és el conjunt de mecanismes que determinen quí pot accedir a cada archiu o directori i qué pot fer en ell (llegir, escriure, eixecutar, borrar, etc.).

Conceptes bàsics

• Objectes: archius, directoris i atres recursos del sistema d'archius.
• Subjectes: usuaris, grups o processos que intenten accedir a eixos objectes.
• Operacions: llectura, escritura, eixecució, borrat, canvi de permissos, canvi de propietari.
• Política: regles que decidixen si una operació està permesa o denegada (per eixemple, “usuari Juan pot llegir pero no escriure este archiu”).

Models de control d'accés

• DAC (Discretionary Access Control): el propietari de l'archiu decidix quí té qué permissos; típic en Unix/Linux en permissos rwx per a propietari, grup i uns atres.
• MAC (Mandatory Access Control): regles centralisades, basades en etiquetes o nivells de seguritat (per eixemple “Confidencial”, “Secret”), que ni tan sols el propietari pot canviar lliurement.

• RBAC (Role-Based Access Control): s'assignen permissos a rols (admin, contabilitat, recursos humans) i els usuaris hereten permissos segons els seus rols.

Moltes plataformes usen Llistes de Control d'Accés (ACL) per a definir permissos detallats per usuari o grup sobre cada objecte del sistema d'archius. Cada entrada d'una ACL indica: identitat (usuari/grup) + tipo d'accés (permetre/denegar) + permissos concrets (llegir, escriure, eixecutar, etc.). Les ACL permeten un control molt granular, molt més fine que solament “propietari/grup/atres”.

Objectius de seguritat

El control d'accés en sistemes d'archius busca:

• Confidencialitat: que solament els qui estiguen autorisats vegen el contingut.
• Integritat: que solament usuaris autorisats puguen modificar o borrar archius.
• Disponibilitat: evitar que canvis indeguts en permissos bloquegen l'accés llegítim.

Quotes d'almagasenament

Les quotes d'almagasenament en un sistema d'archius són llímits establits per administradors per a controlar l'us d'espai en disc per usuaris o grups, evitant l'agotament de recursos compartits. Permeten restringir blocs de senyes (espai en disc) i inodos (número d'archius), aplicant-se por sistema d'archius de forma individual. S'apliquen en servidors de correu, HTTP, archius compartits o escritoris per a gestionar espai eficientemente i notificar excessos via correu electrònic o polítiques.

Integritat de les senyes

L'integritat de senyes en sistemes d'archiu es referix a la capacitat del sistema per a mantindre les senyes correctes, complets i consistents durant el seu almagasenament, us i recuperació, inclús front a errors, accidents, corts d'energia i corrupció del soport.

Característiques principals per a protegir les senyes

• Exactitut i consistència: els archius deuen almagasenar-se i recuperar-se sense alteració no autorisada, de manera que els continguts coincidixquen sempre en la versió original.

• Protecció contra fallos físics: els sistemes deuen soportar corts d'energia, desgast del soport, fallos d'hardware i desastres naturals, usant mecanismes com a discs redundantes (RAID), UPS i sistemes d'almagasenament resiliente.
• Control d'accés i autorisació: solament usuaris i processos autorisats poden modificar els archius, evitant canvis accidentals o maliciosos.

Característiques per a detectar corrupció

• Use de hash i sumes de verificació: els sistemes calculen chafades digitals (com MD5, SHA‑256) en almagasenar i en llegir els archius; si el hash canvia, es detecta corrupció del soport o error de llectura.
• Monitoreo d'integritat d'archius (FIM): ferramentes que comparen periòdicament l'estat dels archius (hash, permissos, tamanys) per a identificar modificacions no autorisades o danys.

Característiques per a recuperació davant errors

• Copies de seguritat (backups): versions periòdiques i versionades de les senyes permeten restaurar archius a un estat previ davant corrupció, pèrdua o accident.

• Replicació i redundància: almagasenar còpies en múltiples dispositius o ubicacions (per eixemple, en el núvol o en servidors remots) permet recuperar senyes si falla un disc o un lloc.
• Registres de transaccions i logs: sistemes d'archiu alvançats registren operacions (creació, modificació, eliminació) per a poder “rebotar” l'estat del sistema o reconstruir archius despuix d'un fallo inesperat.

Rutes i nom d'archius

Artícul principal → Ruta (informàtica).

Vore també: Directori i Directori raïl

Erro al crear miniatura:

Normalment els archius i carpetes s'organisen jerárquicamente.

L'estructura de directoris sol ser jeràrquica, ramificada o "en arbre", encara que en algun cas podria ser plana. En alguns sistemes d'archius els noms d'archius són estructurats, en sintaxis especials para extensions d'archius i números de versió. En uns atres, els noms d'archius són simplement cadenes de text i els metadatos de cada archiu són estajats separadament.

En els sistemes d'archius jeràrquics, usualment, es declara l'ubicació precisa d'un archiu en una cadena de text anomenada ruta (path, en anglés). La nomenclatura per a rutes varia llaugerament de sistema en sistema, pero mantenen per lo general una mateixa estructura. Una ruta ve donada per una successió de noms de directoris i subdirectoris, ordenats jerárquicamente d'esquerra a dreta i separats per algun caràcter especial que sol ser una barra diagonal o barra diagonal invertida (segons el sistema operatiu) i pot terminar en el nom d'un archiu present en l'última branca de directoris especificada.

Eixemple de 'ruta' en un sistema Unix

En un sistema tipo Unix com GNU/Linux, la ruta per a la cançó anomenada "La cançó.ogg" de l'usuari "Alvaro" seria alguna cosa com:

a on:

• representa el directori raïl a on està montat tot el sistema d'archius.
  • és la ruta de l'archiu.
    • és el nom de l'archiu que s'establix com a únic.

• • • és la extensió de l'archiu.

Eixemple de 'ruta' en un sistema Windows

Un eixemple anàlec, en un sistema d'archius de Windows es voria com:

a on:

• és la unitat d'almagasenament en la que es troba l'archiu.

• és la ruta de l'archiu.
• és el nom de l'archiu.

• és la extensió de l'archiu, este element (part del nom) és especialment rellevant en els sistemes Microsoft Windows, perque servix per a identificar qué tipo d'archiu és i l'aplicació que està associada en l'archiu en qüestió, és dir, en quin programa es pot obrir i llegir, editar o reproduir l'archiu. Per a la majoria dels sistemes operatius moderns l'extensió de l'archiu és un complement burocràtic sol útil per a l'observació de l'usuari, ya que els entorns d'administració d'archius i aplicacions vàries, analisen l'informació continguda en el principi de l'interior de l'archiu (MIME headers) per a determinar la seua funció o associació, la qual normalment està catalogada en la taula MIME Content-Type en el sistema. El sistema Windows permet ocultar l'extensió dels archius si l'usuari ho desija, de no fer-ho l'extensió apareix en els noms de tots els archius. En el sistema operatiu Windows, si l'usuari canvia l'extensió d'un archiu, l'archiu pot quedar inutilisable si la nova extensió ho associa a un programa que no tinga la capacitat d'editar o reproduir eixe tipo d'archiu. Alguns usuaris igual habiliten la visualisació de les extensions en els sistemes Windows com a mida de precaució per a evitar virus que utilisen íconos o noms semblats als archius personals de l'usuari, ya que l'extensió permet identificar als fichers . EXE (eixecutables en Windows) i diferenciar més fàcilment els distints formats per al mateix tipo de contingut (com separar els archius d'àudio MP3 d'atres formats d'àudio com OGG i WMA).