Archivo de computadora
Un archivo informático es un recurso informático para registrar datos en un dispositivo de almacenamiento informático, identificado principalmente por su nombre de archivo. Así como las palabras se pueden escribir en papel, también se pueden escribir datos en un archivo de computadora. Los archivos se pueden compartir y transferir entre computadoras y dispositivos móviles a través de medios extraíbles, redes o Internet.
Diferentes tipos de archivos de computadora están diseñados para diferentes propósitos. Un archivo puede estar diseñado para almacenar una imagen, un mensaje escrito, un video, un programa de computadora o una amplia variedad de otros tipos de datos. Ciertos archivos pueden almacenar varios tipos de datos a la vez.
Al usar programas de computadora, una persona puede abrir, leer, cambiar, guardar y cerrar un archivo de computadora. Los archivos de computadora pueden reabrirse, modificarse y copiarse un número arbitrario de veces.
Los archivos normalmente se organizan en un sistema de archivos, que rastrea las ubicaciones de los archivos en el disco y permite el acceso de los usuarios.
Etimología
La palabra "archivo" deriva del latín filum ("un hilo").
"Archivo" se usó en el contexto del almacenamiento informático ya en enero de 1940. En Punched Card Methods in Scientific Computation, W. J. Eckert declaró: "El primer uso extensivo del tabulador Hollerith temprano en astronomía se hizo por Comrie. Lo usó para construir una tabla a partir de diferencias sucesivas y para sumar un gran número de términos armónicos. "Las tablas de funciones se construyen a partir de sus diferencias con gran eficiencia, ya sea como tablas impresas o como un fichero de tarjetas perforadas."
En febrero de 1950, en un anuncio de Radio Corporation of America (RCA) en la revista Popular Science que describía una nueva "memoria" tubo de vacío que había desarrollado, RCA declaró: "los resultados de innumerables cálculos se pueden guardar 'en archivo' y sacado de nuevo. Tal 'archivo' ahora existe en una 'memoria' tubo desarrollado en RCA Laboratories. Retiene electrónicamente las cifras que ingresan a las máquinas calculadoras, las mantiene almacenadas mientras memoriza otras nuevas: acelera las soluciones inteligentes a través de laberintos matemáticos."
En 1952, "archivo" denotaba, entre otras cosas, información almacenada en tarjetas perforadas.
Al principio, el hardware subyacente, en lugar de los contenidos almacenados en él, se denominaba "archivo". Por ejemplo, las unidades de disco IBM 350 se denominaron "archivos de disco". La introducción, alrededor de 1961, por parte de Burroughs MCP y el MIT Compatible Time-Sharing System del concepto de un "sistema de archivos" que gestionaba varios "archivos" virtuales en un dispositivo de almacenamiento está el origen de la denotación contemporánea de la palabra. Aunque el "archivo de registro" demuestra el concepto temprano de archivos, su uso ha disminuido considerablemente.
Contenido del archivo
En la mayoría de los sistemas operativos modernos, los archivos se organizan en conjuntos unidimensionales de bytes. El formato de un archivo se define por su contenido, ya que un archivo es únicamente un contenedor de datos.
En algunas plataformas, el formato se indica por su extensión de nombre de archivo, especificando las reglas sobre cómo se deben organizar e interpretar los bytes de manera significativa. Por ejemplo, los bytes de un archivo de texto sin formato (.txt en Windows) están asociados con caracteres ASCII o UTF-8, mientras que los bytes de archivos de imagen, video y audio se interpretan de otra manera. La mayoría de los tipos de archivos también asignan algunos bytes para metadatos, lo que permite que un archivo lleve información básica sobre sí mismo.
Algunos sistemas de archivos pueden almacenar datos específicos de archivos arbitrarios (no interpretados por el sistema de archivos) fuera del formato del archivo, pero vinculados al archivo, por ejemplo, atributos extendidos o bifurcaciones. En otros sistemas de archivos, esto se puede hacer a través de archivos sidecar o bases de datos específicas de software. Sin embargo, todos esos métodos son más susceptibles a la pérdida de metadatos que los formatos de archivo contenedor y de archivo.
Tamaño del archivo
En cualquier momento, un archivo tiene un tamaño específico, normalmente expresado como un número de bytes, que indica cuánto espacio de almacenamiento ocupa el archivo. En la mayoría de los sistemas operativos modernos, el tamaño puede ser cualquier número entero no negativo de bytes hasta un límite del sistema. Muchos sistemas operativos antiguos registraban solo la cantidad de bloques o pistas que ocupaba un archivo en un dispositivo de almacenamiento físico. En tales sistemas, el software empleó otros métodos para rastrear el conteo exacto de bytes (por ejemplo, CP/M usó un carácter de control especial, Ctrl-Z, para señalar el final de los archivos de texto).
Sin embargo, la definición general de un archivo no requiere que su tamaño tenga un significado real, a menos que los datos dentro del archivo correspondan a datos dentro de un grupo de almacenamiento persistente. Un caso especial es un archivo de cero bytes; estos archivos pueden ser archivos recién creados en los que aún no se ha escrito ningún dato, o pueden servir como algún tipo de indicador en el sistema de archivos, o son accidentes (los resultados de operaciones de disco abortadas). Por ejemplo, el archivo al que apunta el enlace /bin/ls en un sistema tipo Unix típico probablemente tiene un tamaño definido que rara vez cambia. Compare esto con /dev/null que también es un archivo, pero como un archivo especial de caracteres, su tamaño no es significativo.
Organización de datos en un archivo
La información en un archivo de computadora puede consistir en paquetes de información más pequeños (a menudo llamados "registros" o "líneas") que son individualmente diferentes pero comparten algunas características comunes. Por ejemplo, un archivo de nómina puede contener información sobre todos los empleados de una empresa y los detalles de su nómina; cada registro en el archivo de nómina se refiere a un solo empleado, y todos los registros tienen la característica común de estar relacionados con la nómina; esto es muy similar a colocar toda la información de la nómina en un archivador específico en una oficina que no tiene una computadora. Un archivo de texto puede contener líneas de texto, correspondientes a líneas impresas en una hoja de papel. Alternativamente, un archivo puede contener una imagen binaria arbitraria (un blob) o puede contener un ejecutable.
La forma en que se agrupa la información en un archivo depende totalmente de cómo se diseñe. Esto ha llevado a una plétora de estructuras de archivos más o menos estandarizadas para todos los propósitos imaginables, desde los más simples hasta los más complejos. La mayoría de los archivos de computadora son utilizados por programas de computadora que crean, modifican o eliminan los archivos para su propio uso según sea necesario. Los programadores que crean los programas deciden qué archivos se necesitan, cómo se van a usar y (a menudo) sus nombres.
En algunos casos, los programas de computadora manipulan archivos que se hacen visibles para el usuario de la computadora. Por ejemplo, en un programa de procesamiento de textos, el usuario manipula archivos de documentos que el usuario nombra personalmente. Aunque el contenido del archivo del documento está organizado en un formato que comprende el programa de procesamiento de textos, el usuario puede elegir el nombre y la ubicación del archivo y proporcionar la mayor parte de la información (como palabras y texto) que será almacenado en el archivo.
Muchas aplicaciones empaquetan todos sus archivos de datos en un solo archivo llamado archivo de almacenamiento, utilizando marcadores internos para discernir los diferentes tipos de información que contiene. Los beneficios del archivo de almacenamiento son reducir la cantidad de archivos para facilitar la transferencia, reducir el uso del almacenamiento o simplemente organizar los archivos obsoletos. El archivo de almacenamiento a menudo debe descomprimirse antes de su próximo uso.
Operaciones
Las operaciones más básicas que los programas pueden realizar en un archivo son:
- Crear un nuevo archivo
- Cambiar los permisos de acceso y atributos de un archivo
- Abrir un archivo, que hace que el contenido del archivo esté disponible para el programa
- Lea los datos de un archivo
- Escriba datos a un archivo
- Eliminar un archivo
- Cerrar un archivo, terminar la asociación entre él y el programa
- Truncate un archivo, acortarlo a un tamaño específico dentro del sistema de archivos sin reescribir ningún contenido
Los archivos en una computadora se pueden crear, mover, modificar, aumentar, reducir (truncar) y eliminar. En la mayoría de los casos, los programas de computadora que se ejecutan en la computadora manejan estas operaciones, pero el usuario de una computadora también puede manipular archivos si es necesario. Por ejemplo, los archivos de Microsoft Word normalmente son creados y modificados por el programa Microsoft Word en respuesta a los comandos del usuario, pero el usuario también puede mover, renombrar o eliminar estos archivos directamente usando un programa administrador de archivos como el Explorador de Windows (en computadoras con Windows).) o por líneas de comando (CLI).
En sistemas similares a Unix, los programas de espacio de usuario no operan directamente, en un nivel bajo, en un archivo. Solo el núcleo se ocupa de los archivos y maneja toda la interacción del espacio de usuario con los archivos de una manera que es transparente para los programas del espacio de usuario. El sistema operativo proporciona un nivel de abstracción, lo que significa que la interacción con un archivo desde el espacio del usuario es simplemente a través de su nombre de archivo (en lugar de su inodo). Por ejemplo, rm filename no eliminará el archivo en sí, sino solo un enlace al archivo. Puede haber muchos enlaces a un archivo, pero cuando se eliminan todos, el núcleo considera que el espacio de memoria del archivo está libre para reasignarlo. Este espacio libre se considera comúnmente un riesgo de seguridad (debido a la existencia de software de recuperación de archivos). Cualquier programa de eliminación segura utiliza funciones de kernel-space (sistema) para borrar los datos del archivo.
Los movimientos de archivos dentro de un sistema de archivos se completan casi de inmediato porque no es necesario volver a escribir el contenido de los datos. Solo es necesario cambiar las rutas.
Métodos de movimiento
Hay dos implementaciones distintas de movimientos de archivos.
Al mover archivos entre dispositivos o particiones, algunos programas de administración de archivos eliminan cada archivo seleccionado del directorio de origen individualmente después de transferirlos, mientras que otros programas eliminan todos los archivos a la vez solo después de que cada archivo haya sido transferido.
Con el comando mv, por ejemplo, el método anterior se usa al seleccionar archivos individualmente, posiblemente con el uso de comodines (ejemplo: mv -n sourcePath/* targetPath, mientras que el último método se usa cuando se seleccionan directorios completos (ejemplo: mv -n sourcePath targetPath). Microsoft Windows Explorer usa el método anterior para el almacenamiento masivo de archivos, pero el último método usa el Protocolo de transferencia de medios, como descrito en Protocolo de transferencia de medios § Comportamiento de movimiento de archivos.
El método anterior (eliminación individual del origen) tiene la ventaja de que se libera espacio del dispositivo de origen o partición inmediatamente después de que haya comenzado la transferencia, es decir, después de que finalice el primer archivo. Con el último método, el espacio solo se libera después de que finaliza la transferencia de toda la selección.
Si una transferencia de archivos incompleta con el último método se cancela inesperadamente, quizás debido a un apagado inesperado, una detención del sistema o la desconexión de un dispositivo, no se habrá liberado espacio en la partición o el dispositivo de origen. El usuario tendría que fusionar los archivos restantes del origen, incluido el último archivo escrito de forma incompleta (truncado).
Con el método de eliminación individual, el software de transferencia de archivos tampoco necesita realizar un seguimiento acumulativo de todos los archivos terminados de transferirse en caso de que un usuario cancele manualmente la transferencia de archivos. Un administrador de archivos que utilice el último método (después de la eliminación) solo tendrá que eliminar los archivos del directorio de origen que ya hayan terminado de transferirse.
Identificar y organizar
En los sistemas informáticos modernos, normalmente se accede a los archivos mediante nombres (nombres de archivo). En algunos sistemas operativos, el nombre está asociado con el propio archivo. En otros, el archivo es anónimo y se apunta a través de enlaces que tienen nombres. En este último caso, un usuario puede identificar el nombre del enlace con el propio archivo, pero esto es un falso análogo, especialmente cuando existe más de un enlace al mismo archivo.
Los archivos (o enlaces a archivos) se pueden ubicar en directorios. Sin embargo, de manera más general, un directorio puede contener una lista de archivos o una lista de enlaces a archivos. Dentro de esta definición, es de suma importancia que el término "archivo" incluye directorios. Esto permite la existencia de jerarquías de directorios, es decir, directorios que contienen subdirectorios. Un nombre que hace referencia a un archivo dentro de un directorio debe ser típicamente único. En otras palabras, no debe haber nombres idénticos dentro de un directorio. Sin embargo, en algunos sistemas operativos, un nombre puede incluir una especificación de tipo que significa que un directorio puede contener un nombre idéntico para más de un tipo de objeto, como un directorio y un archivo.
En entornos en los que se nombra un archivo, el nombre de un archivo y la ruta al directorio del archivo deben identificarlo de manera única entre todos los demás archivos en el sistema informático; dos archivos no pueden tener el mismo nombre y ruta. Cuando un archivo es anónimo, existirán referencias con nombre dentro de un espacio de nombres. En la mayoría de los casos, cualquier nombre dentro del espacio de nombres se referirá exactamente a cero o un archivo. Sin embargo, cualquier archivo puede estar representado dentro de cualquier espacio de nombres por cero, uno o más nombres.
Cualquier cadena de caracteres puede ser un nombre bien formado para un archivo o un enlace, según el contexto de la aplicación. Que un nombre esté bien formado o no depende del tipo de sistema informático que se utilice. Las primeras computadoras permitían solo unas pocas letras o dígitos en el nombre de un archivo, pero las computadoras modernas permiten nombres largos (algunos de hasta 255 caracteres) que contienen casi cualquier combinación de letras Unicode o dígitos Unicode, lo que facilita la comprensión del propósito de un archivo. de un vistazo Algunos sistemas informáticos permiten que los nombres de los archivos contengan espacios; Otros no lo hacen. El sistema de archivos determina la distinción entre mayúsculas y minúsculas de los nombres de archivo. Los sistemas de archivos Unix generalmente distinguen entre mayúsculas y minúsculas y permiten que las aplicaciones de nivel de usuario creen archivos cuyos nombres difieren solo en el caso de los caracteres. Microsoft Windows admite múltiples sistemas de archivos, cada uno con diferentes políticas con respecto a la distinción entre mayúsculas y minúsculas. El sistema de archivos FAT común puede tener varios archivos cuyos nombres difieren solo en caso de que el usuario use un editor de disco para editar los nombres de archivo en las entradas del directorio. Sin embargo, las aplicaciones de usuario normalmente no permitirán que el usuario cree varios archivos con el mismo nombre pero con mayúsculas y minúsculas diferentes.
La mayoría de las computadoras organizan los archivos en jerarquías mediante carpetas, directorios o catálogos. El concepto es el mismo independientemente de la terminología utilizada. Cada carpeta puede contener un número arbitrario de archivos y también puede contener otras carpetas. Estas otras carpetas se conocen como subcarpetas. Las subcarpetas pueden contener aún más archivos y carpetas, etc., creando así una estructura en forma de árbol en la que una "carpeta principal" (o "carpeta raíz"; el nombre varía de un sistema operativo a otro) puede contener cualquier cantidad de niveles de otras carpetas y archivos. Las carpetas se pueden nombrar igual que los archivos (excepto la carpeta raíz, que a menudo no tiene nombre). El uso de carpetas facilita la organización de archivos de forma lógica.
Cuando una computadora permite el uso de carpetas, cada archivo y carpeta no solo tiene un nombre propio, sino también una ruta, que identifica la carpeta o carpetas en las que reside un archivo o carpeta. En la ruta, se utiliza algún tipo de carácter especial, como una barra oblicua, para separar los nombres de los archivos y las carpetas. Por ejemplo, en la ilustración que se muestra en este artículo, la ruta /Payroll/Salaries/Managers identifica de forma única un archivo llamado Managers en una carpeta llamada Salarios, que a su vez está contenida en una carpeta llamada Nómina. Los nombres de carpeta y archivo están separados por barras en este ejemplo; la carpeta superior o raíz no tiene nombre, por lo que la ruta comienza con una barra oblicua (si la carpeta raíz tuviera un nombre, precedería a esta primera barra oblicua).
Muchos sistemas informáticos utilizan extensiones en los nombres de archivo para ayudar a identificar lo que contienen, también conocido como tipo de archivo. En las computadoras con Windows, las extensiones consisten en un punto (punto) al final del nombre de un archivo, seguido de algunas letras para identificar el tipo de archivo. Una extensión de .txt identifica un archivo de texto; una extensión .doc identifica cualquier tipo de documento o documentación, comúnmente en el formato de archivo de Microsoft Word; etcétera. Incluso cuando se utilizan extensiones en un sistema informático, el grado en que el sistema informático las reconoce y las presta puede variar; en algunos sistemas son obligatorios, mientras que en otros sistemas se ignoran por completo si se presentan.
Protección
Muchos sistemas informáticos modernos proporcionan métodos para proteger archivos contra daños accidentales y deliberados. Las computadoras que permiten múltiples usuarios implementan permisos de archivos para controlar quién puede o no modificar, eliminar o crear archivos y carpetas. Por ejemplo, a un usuario determinado se le puede otorgar solo permiso para leer un archivo o carpeta, pero no para modificarlo o eliminarlo; o se le puede dar permiso a un usuario para leer y modificar archivos o carpetas, pero no para ejecutarlos. Los permisos también se pueden usar para permitir que solo ciertos usuarios vean el contenido de un archivo o carpeta. Los permisos protegen contra la manipulación no autorizada o la destrucción de información en archivos y mantienen la información privada confidencial de usuarios no autorizados.
Otro mecanismo de protección implementado en muchas computadoras es una bandera de solo lectura. Cuando esta bandera está activada para un archivo (lo que puede lograr un programa de computadora o un usuario humano), el El archivo se puede examinar, pero no se puede modificar. Este indicador es útil para información crítica que no debe modificarse ni borrarse, como archivos especiales que solo utilizan las partes internas del sistema informático. Algunos sistemas también incluyen una bandera oculta para hacer que ciertos archivos sean invisibles; el sistema informático utiliza esta bandera para ocultar archivos esenciales del sistema que los usuarios no deben modificar.
Almacenamiento
Cualquier archivo que tenga algún propósito útil debe tener alguna manifestación física. Es decir, un archivo (un concepto abstracto) en un sistema informático real debe tener un análogo físico real para que exista.
En términos físicos, la mayoría de los archivos de computadora se almacenan en algún tipo de dispositivo de almacenamiento de datos. Por ejemplo, la mayoría de los sistemas operativos almacenan archivos en un disco duro. Los discos duros han sido la forma omnipresente de almacenamiento no volátil desde principios de la década de 1960. Cuando los archivos contienen solo información temporal, pueden almacenarse en RAM. Los archivos de computadora también se pueden almacenar en otros medios en algunos casos, como cintas magnéticas, discos compactos, discos versátiles digitales, unidades Zip, unidades flash USB, etc. El uso de unidades de estado sólido también está comenzando a rivalizar con la unidad de disco duro.
En los sistemas operativos similares a Unix, muchos archivos no tienen un dispositivo de almacenamiento físico asociado. Los ejemplos son /dev/null y la mayoría de los archivos en los directorios /dev, /proc y /sys. Estos son archivos virtuales: existen como objetos dentro del kernel del sistema operativo.
Como los ve un programa de usuario en ejecución, los archivos suelen estar representados por un bloque de control de archivos o por un identificador de archivo. Un bloque de control de archivos (FCB) es un área de memoria que se manipula para establecer un nombre de archivo, etc. y luego se pasa al sistema operativo como parámetro; fue utilizado por los sistemas operativos anteriores de IBM y los primeros sistemas operativos de PC, incluidos CP / M y las primeras versiones de MS-DOS. Un identificador de archivo es generalmente un tipo de datos opaco o un número entero; fue introducido alrededor de 1961 por Burroughs MCP basado en ALGOL que se ejecuta en Burroughs B5000, pero ahora es omnipresente.
Corrupción de archivos
Cuando se dice que un archivo está dañado, es porque su contenido se ha guardado en la computadora de tal manera que no puede leerse correctamente, ni por un ser humano ni por un software. Dependiendo de la extensión del daño, el archivo original a veces puede recuperarse o, al menos, comprenderse parcialmente. Un archivo se puede crear corrupto o se puede corromper en un momento posterior mediante la sobrescritura.
Hay muchas formas en las que un archivo puede corromperse. Más comúnmente, el problema ocurre en el proceso de escribir el archivo en un disco. Por ejemplo, si un programa de edición de imágenes falla inesperadamente al guardar una imagen, ese archivo puede estar dañado porque el programa no pudo guardarlo en su totalidad. El programa en sí podría advertir al usuario que hubo un error, permitiendo otro intento de guardar el archivo. Algunos otros ejemplos de razones por las cuales los archivos se corrompen incluyen:
- El ordenador mismo se apaga inesperadamente (por ejemplo, debido a una pérdida de energía) con archivos abiertos, o archivos en el proceso de ser guardado;
- Una descarga que se interrumpió antes de que se completó;
- Debido a un sector malo en el disco duro;
- El usuario que elimina una unidad flash (como una memoria USB) sin una carga adecuada (comúnmente llamada "extracción segura");
- Software malicioso, como un virus informático;
- Una unidad flash envejeciendo demasiado.
Aunque la corrupción de archivos suele ocurrir accidentalmente, también se puede hacer a propósito como una forma de procrastinar, como para engañar a otra persona haciéndole creer que una tarea estaba lista en una fecha anterior, lo que podría ganar tiempo para terminar dicha tarea. Hay servicios que brindan corrupción de archivos a pedido, que esencialmente llenan un archivo determinado con datos aleatorios para que no se pueda abrir o leer, pero aún así parece legítimo.
Una de las contramedidas más efectivas para la corrupción involuntaria de archivos es realizar una copia de seguridad de los archivos importantes. En el caso de que un archivo importante se corrompa, el usuario simplemente puede reemplazarlo con la versión respaldada.
Copia de seguridad
Cuando los archivos de la computadora contienen información que es extremadamente importante, se utiliza un proceso de copia de seguridad para protegerse contra desastres que podrían destruir los archivos. Hacer una copia de seguridad de los archivos simplemente significa hacer copias de los archivos en una ubicación separada para que puedan restaurarse si algo le sucede a la computadora o si se eliminan accidentalmente.
Hay muchas formas de hacer una copia de seguridad de los archivos. La mayoría de los sistemas informáticos proporcionan programas de utilidad para ayudar en el proceso de copia de seguridad, que puede llevar mucho tiempo si hay muchos archivos que proteger. Los archivos a menudo se copian en medios extraíbles, como CD grabables o cintas de cartucho. Copiar archivos a otro disco duro en la misma computadora protege contra la falla de un disco, pero si es necesario proteger contra la falla o la destrucción de toda la computadora, entonces se deben hacer copias de los archivos en otros medios que se puedan quitar. la computadora y se almacena en un lugar seguro y distante.
El método de copia de seguridad abuelo-padre-hijo realiza automáticamente tres copias de seguridad; el archivo abuelo es la copia más antigua del archivo y el hijo es la copia actual.
Sistemas de archivos y administradores de archivos
La forma en que una computadora organiza, nombra, almacena y manipula archivos se conoce globalmente como su sistema de archivos. La mayoría de las computadoras tienen al menos un sistema de archivos. Algunas computadoras permiten el uso de varios sistemas de archivos diferentes. Por ejemplo, en las computadoras MS Windows más nuevas, se admiten los sistemas de archivos de tipo FAT más antiguos de MS-DOS y las versiones antiguas de Windows, además del sistema de archivos NTFS, que es el sistema de archivos normal para las versiones recientes de Windows. Cada sistema tiene sus propias ventajas y desventajas. FAT estándar solo permite nombres de archivo de ocho caracteres (más una extensión de tres caracteres) sin espacios, por ejemplo, mientras que NTFS permite nombres mucho más largos que pueden contener espacios. Puede llamar a un archivo "Registros de nómina" en NTFS, pero en FAT estaría restringido a algo como payroll.dat (a menos que estuviera usando VFAT, una extensión FAT que permite nombres de archivo largos).
Los programas de administración de archivos son programas de utilidad que permiten a los usuarios manipular archivos directamente. Le permiten mover, crear, eliminar y renombrar archivos y carpetas, aunque en realidad no le permiten leer el contenido de un archivo o almacenar información en él. Cada sistema informático proporciona al menos un programa administrador de archivos para su sistema de archivos nativo. Por ejemplo, el Explorador de archivos (anteriormente Explorador de Windows) se usa comúnmente en los sistemas operativos Microsoft Windows, y Nautilus es común en varias distribuciones de Linux.
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