Debido a la gran cantidad de archivos que almacenamos en nuestro ordenador, más de una vez tenemos que comprar un disco duro externo para evitar que se nos acabe la capacidad de almacenamiento. Gracias a este tipo de discos duros podremos ampliar la cantidad de ficheros que podemos guardar en nuestro PC, sin tener ningún problema de rendimiento.

Sin embargo, aunque los discos duros que podemos comprar en las tiendas ya vienen casi preparados para utilizarse, es conveniente realizar un formateo para evitar futuros problemas en el accesorio. La pregunta es, ¿Qué sistema de archivos le ponemos, y cómo lo formateamos?

En el mundillo de la informática podemos encontrar con varios sistemas de ficheros. Este tipo de programas se encargan de decirle a las memorias la manera en que deben trabajar. Por supuesto, cada uno tiene su propia manera, por lo que tendremos que elegir el que más nos convenga. Y lo cierto es que no todos nos sirven, ya que cada sistema operativo es compatible con una pequeña cantidad de ellos.

El sistema de ficheros, ¿Qué es?

Como ya hemos explicado con anterioridad, el sistema de ficheros le dice a los discos duros y memoria la forma en que deben trabajar, estructurando la información guardada según como haya sido programado.

También hemos comentado que cada sistema operativo, incluso entre sus versiones, sólo es compatible con una pequeña cantidad de sistemas de archivos. Esto quiere decir que cada software sólo es compatible con varios tipos de sistemas, lo que significa que sólo podrá trabajar con aquellos que conozca.

Los sistemas de ficheros

En la actualidad, en la industria podemos encontrar una amplia cantidad de sistemas de ficheros. Sin embargo, en este post sólo vamos a centrarnos en algunos de ellos, los que nos serán realmente útiles en los sistemas operativos más populares.

FAT

Empecemos con uno de los más antiguos, ya en desuso debido al tamaño de los discos duros actuales. FAT, también llamado Tabla de Asignación de Archivos, es un sistema de ficheros que fue desarrollado para MS-DOS, aunque se estuvo utilizando hasta Windows ME.

Su funcionamiento es realmente sencillo. Este sistema de archivos se divide en cuatro secciones:

• El sector de arranque, en el que se almacena la información necesaria para arrancar el ordenador.
• La región FAT, en la cual se almacenan dos copias de la tabla de asignación de archivos. Estos son mapas de la partición en los que se indican qué clusters están ocupados por los ficheros.
• La región del directorio raíz, donde está el indice principal de carpetas y archivos.
• La región de datos, en la cual se almacena el contenido de ficheros y carpetas.

FAT ha tenido diferentes versiones, cada una de las cuales con diferentes características:

• FAT16, en la que se eliminó el contador de sectores de 16 bits.
• LFN, una versión que permitió utilizar nombres de archivo largos.
• FAT32, en la que el tamaño máximo de cada archivo podía llegar hasta los 4 GB.
• ExFAT, la última versión de FAT, la cual permitía almacenar ficheros de más de 4 GB.

Por supuesto, el sistema de archivo FAT ha quedado en desuso, por lo que sólo se utiliza en memorias de poco tamaño, como las USB.

Archivos

NTFS

NTFS es uno de los sistemas de archivos más utilizados en la actualidad. Su uso llega hasta las últimas versiones de Windows, incluyendo Windows 7 y Windows 8, y también puede utilizarse en Linux.

Sus novedades respecto a otros sistemas parecidos son muy notables, aunque también tiene diferentes desventajas. Su diseño está basado en HPFS, un sistema de archivos de IBM/Microsoft, el cual era utilizado en OS/2.

Se recomienda su uso en discos duros y memorias con gran capacidad de almacenamiento. Aproximadamente, NTFS soporta hasta 16 TiB de información. Aunque el tamaño mínimo para montar un sistema de archivos de estas características es de 10 GB, también se puede utilizar con capacidades menores. Incluso, tiene soporte para archivos dispersos.

Su funcionamiento es muy interesante, ya que almacena los ficheros en forma de metadatos. Los nombres de archivos se almacenan en formato Unicode, y la estructura de ficheros en árboles-B, acelerando el acceso a la información y disminuyendo la fragmentación. Para garantizar la integridad del sistema de archivos se utiliza un registro transaccional.

NTFS tiene varias versiones, cada una de ellas con pequeñas novedades. La última es la versión 5.1, en la que se añadido características como cuotas de disco o puntos de montaje de volúmenes.

Su uso está muy extendido. Windows XP o Windows 7, entre otros sistemas operativo, utilizan este sistema de ficheros. Además, también se puede utilizar en memorias con baja capacidad de almacenamiento. Por supuesto, sistemas operativos como Linux o Mac OS X también están soportados.

EXT

EXT no es el sistema de archivos más popular, pero sí el más utilizado en distribuciones Linux. No obstante, su funcionamiento es el ideal para evitar la perdida de datos, lo que ha hecho que sea el favorito para muchos administradores de sistemas.

Su funcionamiento en las últimas versiones se basa en el registro por diario, también llamado Journaling, aunque también podemos encontrar otras características como un árbol binario balanceado o el asignador de bloques de disco Orlov.

Las últimas versiones de EXT son las siguientes:

EXT2

: Es una de las versiones que está en desuso, ya que no tiene características como el journaling, aunque se puede encontrar en algunas versiones de las distribuciones Linux más antiguas. Sus límites están en 2 TB de tamaño para los archivos, y 4 TB de tamaño para cada partición.

EXT3

: Es una de las versiones que más se utilizan en la actualidad, debido a que incorpora características como el Journaling, los índices en árbol, o el crecimiento en línea. Entre sus límites se encuentran los 16 GB – 2 TB para cada archivo o los 2 TB – 32 TB para el sistema de ficheros, dependiendo del tamaño de cada bloque. EXT3 también tiene varias desventajas, como la velocidad o la escabilidad. Sin embargo, estas deficiencias son suplidas con un bajo consumo de CPU y una seguridad mayor que en otros sistemas de archivos.

EXT4

: Es la última versión estable publicada. Se trata de una versión que utiliza un funcionamiento basado en el journaling. Entre sus mejoras más notables respecto de EXT3 se encuentran el soporte de volúmenes hasta 1024 PiB, el soporte extend, un uso aún menor de CPU, y varias mejoras en la velocidad de lectura y escritura. Además, también destacan otras posibilidades como la compatibilidad con archivos de hasta 16 TiB en archivos y 1 exbibyte en carpetas, compatibilidad con EXT3, la superación del límite de 32000 directorios o la desfragmentación online. Su uso se limita a sistemas operativos Linux.

Como podéis ver, EXT es un sistema de ficheros diseñado casi en exclusiva para sistemas operativos Linux, aunque también puede utilizarse en otro tipo de software, como Windows o Mac OS X.

HFS

Hasta ahora, hemos podido ver distintos tipos de sistemas de ficheros, todos ellos utilizados en mayor o menor medida por distintos sistemas operativos. Sin embargo, ahora vamos a echarle un vistazo a HFS.

Es posible que HFS, o Hierarchical File System no sea conocido por muchos, aunque durante los últimos años ha ganado bastante popularidad, en gran medida por su uso en los sistemas operativos de Apple. Mac OS es el sistema que usualmente utiliza esta característica para manejar los archivos necesarios.

El funcionamiento de HFS es bastante sencillo, ya que divide el volumen en bloques lógicos de 512 bytes, los cuales están agrupados juntos en bloques de asignación que pueden contener uno o más bloques lógicos. Aunque este sistema de archivos utiliza un valor de dirección de 16 bits para los bloques de asignación, no debemos olvidar que existen cinco estructuras para forma un volumen HFS.

Problemas tampoco le faltan, ya que el Catalog File de HFS, el cual almacena todos los registros de archivos y directorios en una estructura de datos sencilla, puede provocarnos problemas de rendimiento cuando se permite la multitarea, ya que sólo un programa puede escribir, a la vez, en esta estructura.

Hace unos años, Apple lanzaba el sustituto de HFS, HFS+, un nuevo sistema de archivos que eliminaba los errores de la versión anterior y añadía nuevas características.

HFS+ soporta archivos mucho más grandes, y permite nombres de fichero de hasta 255 caracteres, de longitud UTF-16. Sin embargo, estas no son sus únicas ventajas, ya que también utiliza una tabla de asignación de 32 bits, permitiendo el uso de más de 65.536 bloques de asignación.

El funcionamiento de HFS+ es muy parecido a su antecesor, aunque las características más llamativas han sido corregidas con el fin de hacerlo un programa más eficiente.

Este nuevo sistema de archivos es el más usado en sistemas operativos como Mac OS 8, Mac OS 9 y Mac OS X, aunque también se puede ver su uso en algunas distribuciones Linux y Darwin.

Disco duro

ZFS

ZFS también es un sistema de ficheros que, aunque menos usado, también tiene características muy interesantes. Este software era diseñado por Sun Mycrosistems para el sistema operativo Solaris. Entre sus principales características destacan su gran capacidad, el administrador de volúmenes en un sólo producto, una nueva estructura de disco, un sistema de archivos ligero y una administración sencilla de espacios de almacenamiento.

El funcionamiento se ZFS se basa en un modelo transaccional copy-on-write, lo que significa que todos los punteros a bloques del sistema de ficheros contienen un checksum de 256 bits sobre el bloque apuntado, el cual se comprueba al leer el bloque. Aquellos bloques que contienen datos activos no se sobreescriben nunca, por lo que, en su lugar, se reserva un nuevo bloque, y los datos modificados se escriben en él. Además, para reducir la carga de este proceso se pueden agregar varias actualizaciones en grupos de transacciones, utilizándose un log de intentos cuando se necesitan escrituras asíncronas.

En los límites de ZFS encontramos un tamaño máximo de archivos y volumen de 16 exabytes.

Como ya hemos comentado, ZFS es usado en el sistema operativo Solaris, desarrollado por Sun Microsystems.

¿Cómo formatear nuestro disco duro externo?

Lo primero que debemos pensar cuando compramos un nuevo disco duro es en formatearlo. Esto servirá para eliminar todo contenido inservible que venga de fábrica, y ayudará a que tengamos un sistema de ficheros acorde a nuestra necesidades. Sin embargo, es un proceso que puede llegar a tardar mucho, dependiendo del tamaño del disco duro, y del software que queramos instalar.

Para formatear los discos duros tenemos a nuestra disposición diferentes tipos de utilidades, aunque en esta ocasión vamos a aprender cómo dar formato con los programas integrados de Windows 7 y GParted.

Utilizando Windows 7

Windows 7, uno de los últimos sistemas operativos de Microsoft, contiene una herramienta que nos dará la posibilidad de formatear nuestro disco duro en varios tipos de sistemas de ficheros. Este programa es sencillo, pero a la vez muy útil, y que nos permitirá realizar las operaciones que queremos en pequeños pasos.

En primer lugar, para acceder a la utilidad debemos saber que tenemos que tener conectada en nuestro ordenador el disco duro que queremos formatear. En este caso, al ser un disco externo, podemos hacerlo mediante cualquiera de los puertos USB disponibles.

Cuando lo conectemos, tendremos que dirigirnos al apartado Mi Equipo, en el cual se muestran todas las unidades que hay disponibles. En nuestro ejemplo vamos a formatear un pendrive de 8 GB.

Windows 7

Seguidamente, realizaremos un click derecho sobre la unidad que vamos a formatear, y haremos click sobre la frase formatear. Esto nos mostrará una nueva ventana, en la que tendremos disponibles varias opciones:

• Capacidad: Es la capacidad de nuestro disco duro.
• Sistema de archivos: Es el sistema de ficheros que se instalará al realizar el formateo. Tenemos disponibles varias opciones: NTFS, FAT, FAT32 y ExFAT.
• Tamaño de la unidad de asignación: Es el tamaño que tendrá la unidad de asignación. Tendremos disponibles varias opciones, aunque lo ideal es dejar la que tiene por defecto.
• Restaurar valores predeterminados: Esto nos permitirá restaurar los valores predeterminados que nos recomienda el sistema.
• Etiqueta del volumen: Es la etiqueta que tendrá el volumen después de formatearlo.
• Formato rápido: Es una opción que nos dará la posibilidad de realizar un formateo rápido.
• Crear un disco de inicio de MS-DOS: También podemos crear un disco de inicio de MS-DOS, en el caso de que tengamos problemas con este sistema operativo.

Windows 7

Finalmente, cuando le demos al botón de iniciar, el sistema operativo comenzará a formatear la unidad de disco. El tiempo que tardará este proceso depende del tipo de disco duro en el que estemos operando, aunque tenemos a nuestra disposición una barra que nos indicará el estado.

Utilizando GParted

En primer lugar, debemos saber que podríamos considerar a Gparted como una pequeña distribución Linux que nos dará la posibilidad de realizar modificaciones en los discos duros de nuestro ordenador. Tan sólo tenemos que descargar el CD desde la página web oficial, y ejecutarlo sin iniciar el sistema operativo del PC, ya que el disco actúa como un Live-CD. Esto significa que podemos acceder a la utilidad sin necesidad de tener montado un sistema operativo.

Nuestra recomendación es utilizar los valores por defecto. Tras hacer esto, el sistema nos mostrará una pantalla en la que se mostrarán los diferentes dispositivos que tenemos conectados a nuestro ordenador.

GParted

En este caso nos centraremos en la unidad /dev/sda1, la cual hemos creado en una máquina virtual con el propósito de formatearla. Por supuesto, debemos tener en cuenta que la ruta de los discos puede ser diferente, según el dispositivo que conectemos. Primero la eliminaremos haciendo un click derecho sobre ella y seleccionado la opción Delete. Esto hará que la partición pase a un estado de Unallocated, es decir, sin ninguna información en su interior. Llegados a este punto, haremos un click derecho sobre Unallocated, y le daremos a New, lo cual nos permitirá darle formato a la unidad.

A continuación se nos mostrará una nueva pantalla con diferentes opciones:

• Free space preceding: Esta opción nos dará la posibilidad de definir el espacio que quedará libre antes de definir la partición en sí.
• New Size: Lo cual nos permitirá definir el tamaño que tendrá la nueva partición.
• Free space following: Una opción en la que podremos definir el espacio libre que habrá después de crear la partición, es decir, en los siguientes sectores del disco.
• Align to: Lo que nos permitirá elegir el tipo de medición para definir los valores.
• Create as: Es una opción en la que podremos definir el tipo de partición que será.
• File System: El sistema de archivos. Tenemos la posibilidad de elegir entre los más populares de la industria.
• Label: La etiqueta que tendrá la nueva partición.

Tras definir todos estos valores, le daremos a Add, y seguidamente aplicaremos los cambios en el disco pulsando el botón Apply.

Cuando el sistema haya terminado, un mensaje nos confirmará que los procesos han terminado, y podremos reiniciar nuestro ordenador.

Como habéis podido comprobar en las líneas anteriores, existen una amplia variedad de sistemas de ficheros, aunque nosotros seremos los que elegiremos el que más convenga para nuestro sistema operativo.

Nuestras recomendaciones son las siguientes:

• Sistemas operativos Windows: Debemos tener en cuenta el tamaño de nuestro disco duro. Lo más aconsejable en las versiones más recientes es utilizar NTFS, aunque también podremos usar FAT32 en el caso de que la capacidad de almacenamiento no sea la suficiente para utilizar otro sistema de ficheros más actual.
• Sistemas operativos Linux: Aunque la mayoría de usuarios coincidirán en que EXT3 es un buen sistema de ficheros para nuestra distribución Linux, lo cierto es que es recomendable utilizarlo en sistemas de producción. Aunque EXT4 ya se encuentra en una versión estable, se siguen publicando diversas mejoras y correcciones. Nosotros preferimos EXT3.
• Sistemas operativos Mac: En este caso, el sistema de instalación de Mac nos instalará el sistema de archivos que crea conveniente.
• Otros sistemas operativos: Si no vais a instalar ninguno de los sistemas operativos antes mencionados, nuestra recomendación es que dejéis los valores por defecto. No obstante, las últimas versiones de los distintos programas sabrán elegir el sistema de archivos necesario para funcionar correctamente.

Por supuesto, también os recomendamos que leáis algunos de los sistemas de ficheros minoritarios que existen, ya que estos podrían proporcionarnos diversas características en nuestros sistemas informáticos.

Fuentes | Wikipedia: Sistema de archivos, FAT, NTFS, Ext3, Ext4, HFS, HFS+ y ZFS.
Fotos | Wikimedia: Disco duro externo, Disco duro