thumb|Los sistemas de archivos organizan la información guardada en los diferentes formatos de almacenamiento. Un sistema de archivos o sistema de ficheros, (file system: fs), en informática, es un elemento que controla cómo se almacenan y recuperan los datos. Sin un sistema de archivos, los datos colocados en un medio de almacenamiento serían un gran cuerpo de datos sin manera de saber dónde termina un dato y comienza el siguiente. Es el encargado de administrar y facilitar el uso de las memorias periféricas o internas, ya sean secundarias o terciarias. thumb|Estructura de disco que muestra: (A) una pista (roja), (B) un sector geométrico (azul), (C) un sector de disco de una pista (magenta), (D) un grupo de sectores o clúster (verde). Sus principales funciones son la asignación de espacio a los archivos, la administración del espacio libre y del acceso a los datos resguardados. Estructuran la información guardada en un dispositivo de almacenamiento de datos o unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro o una Unidad de estado sólido ¨¨ de una computadora), 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.
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, a veces llamados sectores, usualmente de 512 bytes de longitud (también 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 de computadoras (sin la intervención de un dispositivo de almacenamiento).
Los sistemas de archivos proveen métodos para crear, mover, renombrar y eliminar tanto archivos como directorios, pero carecen de métodos para crear, por ejemplo, enlaces adicionales a un directorio o archivo (enlace duro en Unix) o renombrar enlaces padres (".." en Unix).
El acceso seguro a sistemas de archivos básicos puede estar basado en los esquemas de lista de control de acceso (access control list, ACL) o capacidades. Las listas de control de acceso (ACL) de los sistemas de archivos no son inseguras por diseño, pero sí pueden ser un punto débil si se usan mal: permisos demasiado amplios, mal configuración por defecto o falta de auditoría hacen que ACL sirvan de poco. https://datahacker.blog/industry/technology-menu/networking/security-implications-of-samba-access-to-non-acl-file-systems
Etimología La frase "sistema de archivos" en informática es la traducción directa del término inglés "file system". Su etimología se remonta al uso precomputacional del concepto de "sistema de archivos" para organizar documentos en papel desde alrededor de 1900, que se adaptó a la informática en la década de 1960. https://academia-lab.com/enciclopedia/sistema-de-archivos/ El término "file system" surgió en los albores de la computación. En 1961, sistemas como Burroughs MCP y el MIT Compatible Time-Sharing System introdujeron el concepto de un "sistema de archivos" para gestionar archivos virtuales en dispositivos de almacenamiento, evolucionando de denominaciones como "archivos de disco" para hardware. En español, se usa "sistema de archivos" en Hispanoamérica o "sistema de ficheros" en España, calco literal de "file system" (fs). Para 1964, ya era de uso general en contextos informáticos, administrando el almacenamiento y recuperación de datos en memorias periféricas.
Arquitectura Los sistemas de archivos lógico, virtual y físico son componentes clave en la arquitectura de almacenamiento de datos en sistemas operativos, cada uno con un enfoque específico en cómo se organizan y acceden los archivos.
Sistema de Archivos Lógico Este nivel proporciona una vista unificada al usuario y al kernel, abstraendo las diferencias entre distintos tipos de almacenamiento físico o remoto. Permite operaciones como abrir, leer o cerrar archivos mediante llamadas al sistema, independientemente de si son locales o de red. Gestiona tablas de archivos abiertos y descriptores por proceso, asegurando coherencia en la interfaz. https://www.ibm.com/docs/es/aix/7.3.0?topic=systems-logical-file-system-overview
Sistema de Archivos Virtual Se refiere a la abstracción que el sistema operativo presenta al usuario, como una estructura jerárquica de directorios y archivos (ej. en Unix/Linux o Windows). Incluye vistas lógicas como archivos reales (almacenados físicamente) versus virtuales (generados dinámicamente, como /proc en Linux), facilitando el acceso sin exponer el hardware subyacente.
Sistema de Archivos Físico Maneja la organización real en el disco, a nivel de pistas, sectores y bloques de asignación. Incluye métodos de asignación de espacio libre (contiguo, enlazado o indexado) y define cómo se almacenan los datos físicamente para optimizar el acceso. Ejemplos incluyen estructuras como bloques lógicos en HFS o ext4 en Linux.
Atributos Nombre de archivo o fichero thumb|Icono de archivo (Hispanoamérica) o fichero (España) de texto DOCX. El nombre de archivo es la cadena de texto que identifica un archivo en un sistema de archivos. Generalmente consta de un nombre base y una extensión opcional, separados por un punto, como en "documento.txt" donde "documento" es el nombre y ".txt" indica el tipo. Puede formar parte de una ruta completa, absoluta (desde la raíz, ej. C:\Documentos\archivo.txt) o relativa, para especificar su posición en la estructura de directorios. https://support.microsoft.com/es-es/windows/extensiones-de-nombre-de-archivo-comunes-en-windows-da4a4430-8e76-89c5-59f7-1cdbbc75cb01
Restricciones por sistemaLos sistemas operativos imponen límites en longitud y caracteres permitidos; por ejemplo, Windows no distingue mayúsculas/minúsculas en NTFS, mientras que Unix sí.https://www.alegsa.com.ar/Dic/nombre_de_archivo.php#gsc.tab=0
Carpeta o directorio thumb|Icono de una carpeta (Hispanoamérica) o directorio (España) En un sistema de archivos, una carpeta (Hispanoamérica) o directorio (España) es un contenedor virtual que organiza y agrupa archivos y otras subcarpetas de forma jerárquica.https://phoenixnap.mx/glosario/que-es-una-carpeta Sirve para estructurar datos lógicamente, facilitando su almacenamiento, búsqueda y acceso, sin contener datos propios sino solo referencias a su contenido. Estructura típica Se representa como un árbol: hay un directorio raíz (ej. C:\ en Windows) del que parten subdirectorios anidados. Puede incluir archivos de cualquier tipo (documentos, imágenes) y permisos de acceso. A diferencia de un archivo, que almacena datos reales, la carpeta solo organiza sin guardar información directa.
Metadatos Los metadatos en un sistema de archivos son datos descriptivos que acompañan a los archivos y proporcionan información sobre sus propiedades, sin formar parte del contenido principal. Estos permiten organizar, buscar y gestionar archivos de manera eficiente.https://www.ibm.com/docs/es/ediscovery-manager/2.2.0?topic=SS8JHU_2.2.0%2Fcom.ibm.content.collector.doc%2Fmetadata_and_lists%2Fr_afu_system_metadata_file.htmlLos metadatos, conocidos como "datos sobre datos", incluyen detalles como fechas de creación, modificación o acceso, tamaño del archivo y permisos de seguridad. En sistemas como NTFS o ext4, se almacenan en estructuras como inodos o tablas de archivos. Tipos comunes Técnicos: Tamaño, extensión, ruta completa y propietario. Administrativos: Atributos como "oculto", "solo lectura" o lista de control de accesos (ACL). Descriptivos: Fechas de acceso, modificación y creación, útiles para auditorías.
Unidades de asignación thumb|300px|El tamaño de los sectores se define según el sistema de archivos, el uso y el tamaño del medio de almacenamiento. Las unidades de asignación son bloques mínimos de espacio que un sistema de archivos asigna a los archivos para almacenarlos en disco. También conocidas como clústeres, representan la unidad básica de almacenamiento en sistemas como NTFS, FAT o ext4; por ejemplo, un archivo de 1 KB en un clúster de 4 KB ocupará todo el clúster, generando espacio desperdiciado (fragmentación interna).https://blog.silverpc.hu/2025/09/16/tamano-de-la-unidad-de-asignacion-que-es-y-como-configurarlo-para-un-rendimiento-optimo/ Los tamaños varían según el sistema de archivos y la capacidad del disco: en NTFS suelen ir de 512 bytes a 64 KB, con 4 KB como predeterminado en discos grandes; FAT32 usa 4 KB para volúmenes de 8-16 GB, y ext4 en Linux emplea 1-4 KB por defecto.https://hardzone.es/tutoriales/mantenimiento/tamano-asignacion-archivo-disco-ssd-pen-drive/ Un tamaño pequeño (ej. 512 B) maximiza el uso del espacio para muchos archivos pequeños, pero aumenta la fragmentación y la sobrecarga de metadatos; uno grande (ej. 64 KB) mejora la velocidad en SSD/HDD con archivos grandes, pero desperdicia más espacio en archivos pequeños.
Fragmentación thumb|300px|Ejemplo de fragmentación de un sistema de archivos. La fragmentación de un sistema de archivos ocurre cuando los archivos se dividen en fragmentos no contiguos en el almacenamiento, lo que aumenta los tiempos de acceso y reduce el rendimiento. Esto es especialmente relevante en medios magnéticos, pero varía según el tipo de dispositivo. https://www.lenovo.com/es/es/glossary/file-fragmentation/?orgRef=https%253A%252F%252Fwww.perplexity.ai%252F En discos duros tradicionales, la fragmentación es común porque usan platos giratorios y cabezales mecánicos que deben desplazarse para leer fragmentos dispersos. Archivos grandes como videos se fragmentan más al editarse o eliminarse repetidamente, causando lentitud. Las SSD, basadas en memoria flash, sufren menos fragmentación ya que no tienen partes mecánicas y acceden electrónicamente a los datos. Sin embargo, un uso excesivo del 85-95% de capacidad puede inducirla, aunque sistemas modernos como NTFS o Ext4 la minimizan con asignación retrasada.https://www.sysdevlabs.com/es/articles/data-recovery-basics/fragmentation-in-file-system/ Los discos ópticos son de solo lectura o escritura secuencial limitada, por lo que no sufren fragmentación significativa una vez grabados. Su diseño lineal evita la dispersión de archivos, aunque la grabación multisesión puede simularla mínimamente. Las cintas magnéticas almacenan datos de forma estrictamente secuencial, haciendo imposible la fragmentación interna; los archivos se escriben en bloques contiguos durante el volcado lineal. Solo hay "fragmentación externa" si se intercalan archivos, pero no afecta el acceso como en HDD.
Control de acceso El control de acceso en un sistema de archivos es el conjunto de mecanismos que determinan quién puede acceder a cada archivo o directorio y qué puede hacer con él (leer, escribir, ejecutar, borrar, etc.). https://www.hostragons.com/es/blog/control-de-acceso-a-archivos-en-sistemas-operativos/ Conceptos básicos Objetos: archivos, directorios y otros recursos del sistema de archivos. Sujetos: usuarios, grupos o procesos que intentan acceder a esos objetos. Operaciones: lectura, escritura, ejecución, borrado, cambio de permisos, cambio de propietario. Política: reglas que deciden si una operación está permitida o denegada (por ejemplo, “usuario Juan puede leer pero no escribir este archivo”).
Modelos de control de acceso DAC (Discretionary Access Control): el propietario del archivo decide quién tiene qué permisos; típico en Unix/Linux con permisos rwx para propietario, grupo y otros. MAC (Mandatory Access Control): reglas centralizadas, basadas en etiquetas o niveles de seguridad (por ejemplo “Confidencial”, “Secreto”), que ni siquiera el propietario puede cambiar libremente.