Maticna Ploca
Praktično, matična ploča je dom za ostale komponente. Ona direktno utiče na performanse računara shodno mogućnostima njenog čipseta, socketa i kvaliteti ostalih dijelova na ploči. Matične ploče su mnogo uznapredovale, tako da je danas sasvim uobičajeno da matična ploča ima već ugrađen zvučni čip, grafički čip, mrežni čip, USB priključke, pa čak i procesor, dok su floppy kontroleri već odavno uobičajeni, iako su prije i oni bili odvojeni.
Kako radi matična ploča? Jedan od najvažnijih dijelova matične ploče je sabirnica. Preko sabirnice idu svi podaci, te tako komponente međusobno komuniciraju. Brzina sabirnice se mjeri u MHz-ima (megahercima). Što je veća brzina to se više podataka istovremeno može prenijeti. Najbitnija sabirnica je FSB sabirnica, koja povezuje Northbridge i CPU, a kako memorija ide preko Northbridge-a FSB-ova brzina može dramatično povećati performanse računara. Osim FSB-a, postoje i druge sabirnice:
Kako radi matična ploča? Jedan od najvažnijih dijelova matične ploče je sabirnica. Preko sabirnice idu svi podaci, te tako komponente međusobno komuniciraju. Brzina sabirnice se mjeri u MHz-ima (megahercima). Što je veća brzina to se više podataka istovremeno može prenijeti. Najbitnija sabirnica je FSB sabirnica, koja povezuje Northbridge i CPU, a kako memorija ide preko Northbridge-a FSB-ova brzina može dramatično povećati performanse računara. Osim FSB-a, postoje i druge sabirnice:
- Memorijska sabirnica spaja Northbridge sa memorijom
- IDE sabirnica spaja Southbridge sa hard diskovima ili CD/DVD uređajima
- AGP sabirnica spaja grafičku kartu sa memorijom i CPU
- PCI sabirnica spaja PCI slotove sa Southbridge-om, također PCI sabirnicu koristi novi PCI Express (koji se nameće kao zamjena za PCI i AGP)
Dijelovi maticne ploce.
- Čipset: Glavni dio koji veže sve ostale dijelove sa procesorom, te šalje glavnom procesoru (CPU) informacije ostalim dijelovima. Sastoji se od dva dijela:
- NorthBridge: NorthBridge je direktno povezan sa procesorom preko FSB-a (en. Front Side Bus ili sabirnica) što omogućava brzu dostupnost podataka iz memorije i grafičke kartice. Od njega najviše zavise performanse matične ploče. Integrisan je na matičnu ploču što znači da se ne može mijenjati, ali njegova voltaža i performanse se mogu mijenjati kroz BIOS ili softverski.
- Southbridge: Southbridge je sporiji od Northbridge-a te sve informacije iz procesor-a idu prvo preko Northbridge-a pa tek onda na Southbridge koji je sabirnicama spojen na PCI, USB, zvučni čip, SATA i PATA konektore itd.
- Socket: Socket određuje koji procesor se može ugraditi u matičnu ploču. Nemoguće je staviti AMD procesor u matičnu ploču koja podržava Intel socket (i čipset). Najkorišteniji socketi danas su:
- Socket 478 - Stariji Pentium i Celeron procesori
- Socket LGA775 - Novi Intel Pentium 4 procesori
- Socket A - Stari AMD Athlon procesori
- Socket 754 - AMD Sempron i neki AMD Athlon procesori
- Socket 939 - Brzi i jako korišteni AMD Athlon 64-bitni procesori
- Socket AM2 - Zamjena za socket 754 i 939, koristi DDR2 memoriju
- BIOS: Basic Input/Output System (BIOS) kontroliše osnovne funkcije računara i svaki put provjerava svoje stanje prilikom paljenja računara.
- Memorijski slotovi: Služe kao dom za RAM memoriju, obično ih ima više.
- PCI utor: PCI (en. Peripheral Component Interconnect) konektori za zvučne, TV, mrežne, i nekada i grafičke karte.
- AGP utor: en. Accelerated Graphics Port (AGP), konektor isključivo namijenjen za grafičke karte, karakteriše ga veća brzina od PCI-a.
- IDE konektori: en. Integrated Drive Electronics (IDE), služi za spajanje PATA hard diskova, optičkih uređaja (DVD/CD-ROM/RW); obično se nalaze dva konektora.
- SATA konektori: en. Serial Advanced Technology Attachment (SATA) je nešto novijeg datuma nego PATA, služi za konektovanje SATA hard diskova i logično donosi bolje mogućnosti; sam konektor je nešto manji i praktičniji.
- USB priključci: en. Universal Serial Bus (USB) služi za priključivanje vanjskih uređaja (printera, memorijskih stickova itd.). Najnoviji standard je USB 2.0, koji je mnogo brži od starog USB 1.1.
- Legacy konektori: Riječ je o prevaziđenim konektorima (serijskom i paralelnom), ali su još uvijek tu radi podrške starim uređajima iako se sve manje koriste. Odlikuje ih mala brzina.
- Konektori za periferije: Konektori za miš i tastaturu su također veoma stari i nisu se previše mijenjali. Danas se miševi i tastature (rjeđe) sve više proizvode za USB standard.
- CMOS baterija: Pamti neke vitalne i osnovne postavke. U sebi sadrži i sistemski sat koji pamti tačno vrijeme i kada je računar ugašen.
- Integrisani dijelovi: Većina ploča danas ima već ugrađene zvučne, mrežne pa i grafičke čipove.
- Naponski konektor: Preko njega matična ploča dobija struju (od napojne jedinice), te je raspodjeljuje ostalim dijelovima na matičnoj ploči.
RAM memorija
RAM, skraćeno od en. Random Access Memory (memorija nasumičnog pristupa), je jedan od oblika pohranjivanja računarskih podataka čijem sadržaju se može pristupiti po bilo kom redoslijedu. Ovakav način pristupa razlikuje se od sekvencijalnog načina koji se koristi kod uređaja kao što su magnetna traka, diskovi i cilindri, gdje je, zbog prirode mehaničkog kretanja takvih medija za pohranu podataka, računar primoran da pristupa podacima prema strogo određenom redoslijedu. RAM je još karakterističan po tome što se kod ove vrste memorije podaci mogu ne samo čitati, već i zapisivati, za razliku od ROM (Read-only memory) memorije, iz koje se podaci mogu samo čitati. RAM se u računarima upotrebljava prvenstveno za primarnu pohranu podataka koji se aktivno koriste i neprestano se mijenjaju. Međutim, postoje i neke vrste RAM uređaja koji se koriste za trajnu pohranu podataka.U računarima je RAM zadužen za držanje podataka i programskog koda tokom njegovog izvršavanja. Veoma važna karakteristika RAM-a je da se različitim memorijskim mjestima gotovo uvijek pristupa jednakom brzinom. Kod nekih drugih tehnologija postoje određeni zastoji pri propuštanju pojedinih bitova ili bajtova.
Prvi sistemi zasnovani na vakuumskim cijevima ponašali su se kao moderni RAM iako je bilo mnogo grešaka u radu. Jezgrene memorije, sačinjene od žica omotanih oko malih feromagnetnih jezgri, imale su gotovo jednako vrijeme pristupa. Osnovna zamisao koja se nalazi iza cijevnih i jezgrenih memorija još uvijek se primjenjuje kod savremenih RAM-ova izgrađenih od integralnih kola.
Neka alternativna rješenja za pohranu podataka nisu imala jednako vrijeme pristupa, pa smo tako imali cijevi ispunjene živom koje su držale nizove bitova uz pomoć zvučnih talasa, zatim cilindrične memorije koje su bile slične današnjim tvrdim diskovima i njihovoj metodi pohrane podataka uz pomoć namagnetisanih čestica složenih u neprekidne kružne trake.
Mnoge vrste RAM-a su nestabilne, u smislu da gube svoje podatke kada je računar isključen. Uobičajen način smještanja podataka u RAM je ili u obliku naboja kondenzatora (dinamički RAM) ili stanju flip-flopa (statički RAM).
U razvoju su različite vrste "stabilnih" RAM-ova koje mogu zadržati svoje podatke i kada im je prekinuto napajanje. Tehnologije koje se pri tome implementiraju su, među ostalim, karbonske/ugljenične nano-cijevi i efekat magnetskog tunela.
Zanimljivo je i dijeljenje RAM-a na particije, kao što se obično dijele tvrdi diskovi, samo što u je slučaju RAM-a, particija kreirana na njemu mnogo brža od one na tvrdom disku. Često se naziva i ramdisk.
Prvi sistemi zasnovani na vakuumskim cijevima ponašali su se kao moderni RAM iako je bilo mnogo grešaka u radu. Jezgrene memorije, sačinjene od žica omotanih oko malih feromagnetnih jezgri, imale su gotovo jednako vrijeme pristupa. Osnovna zamisao koja se nalazi iza cijevnih i jezgrenih memorija još uvijek se primjenjuje kod savremenih RAM-ova izgrađenih od integralnih kola.
Neka alternativna rješenja za pohranu podataka nisu imala jednako vrijeme pristupa, pa smo tako imali cijevi ispunjene živom koje su držale nizove bitova uz pomoć zvučnih talasa, zatim cilindrične memorije koje su bile slične današnjim tvrdim diskovima i njihovoj metodi pohrane podataka uz pomoć namagnetisanih čestica složenih u neprekidne kružne trake.
Mnoge vrste RAM-a su nestabilne, u smislu da gube svoje podatke kada je računar isključen. Uobičajen način smještanja podataka u RAM je ili u obliku naboja kondenzatora (dinamički RAM) ili stanju flip-flopa (statički RAM).
U razvoju su različite vrste "stabilnih" RAM-ova koje mogu zadržati svoje podatke i kada im je prekinuto napajanje. Tehnologije koje se pri tome implementiraju su, među ostalim, karbonske/ugljenične nano-cijevi i efekat magnetskog tunela.
Zanimljivo je i dijeljenje RAM-a na particije, kao što se obično dijele tvrdi diskovi, samo što u je slučaju RAM-a, particija kreirana na njemu mnogo brža od one na tvrdom disku. Često se naziva i ramdisk.
ROM memorija
ROM (skraćeno od engl. Read-only memory - memorija iz koje se podaci mogu samo čitati). Koristi se kao medij za pohranu podataka u računarima. Zbog toga što se na ovakav medij podaci ne mogu (na jednostavan način) zapisivati, njegova upotreba je najčešća kod distribucije firmvera (vrste softvera što je u uskoj vezi sa računarskim hardverom, gdje nema potrebe za čestim ažuriranjem). Današnji poluprovodnički ROM ima tipičan oblik integralnog kola, ono što obično zovemo "čip", a razlikujemo ga od ostalih "čipova" često samo po upisanim oznakama.Mnogi mikrokontroleri objedinjuju na jednom čipu ROM program, jezgro procesora, neke intergrirane periferne jedinice i RAM. Praktično svi mikroprogramirani procesori imaju na istom čipu neku vrstu ROM-a koji sadrži kontrole.
U ranim osamdesetim godinama XX vijeka, kućni računari su imali kompletan operativni sistem na ROM-u. Potreba za nadogradnjom tada je iziskivala zamjenu starog čipa novim korištenjem lemila i sl. alata.
Konzole za igranje od 70-ih do sredine 90-ih godina XX vijeka su kao primarni način distribuiranja softvera koristile ROM upakovan u plastična kućišta - kertridž. Ovaj način bio je u primjeni i kod nekih kućnih računara. Od 2000. godine, samo ručne konzole za igranje koriste ovakve kertridže.
Trenutno postoji tendencija smještanja softvera na diskove umjesto na ROM. Ovo omogućava lakše izmjene a ni operativni sistemi se više gotovo uopšte ne smještaju na ROM. Ipak, ROM je zadržao svoju primjenu kod računara, npr. za smještaj BIOSa, ali i tu u svojoj modifikovanoj verziji - flash-ROM. Mobilni telefoni i neki drugi ručni elektronski uređaji koji barataju podacima također koriste ROM ili flash memoriju.
Jedan od razloga zbog kojih je ROM još uvijek u upotrebi je brzina - magnetni diskovi su mnogo sporiji. Drugi je činjenica da se upravljački program potreban za rad diska ne može nalaziti na samom disku. Zato je BIOS još uvijek na ROM-u. Uz ovo, mrežne i grafičke karte neke svoje osnovne funkcije implementiraju preko softvera pohranjenog na ROM-u. Dalje, u posebno.
U ranim osamdesetim godinama XX vijeka, kućni računari su imali kompletan operativni sistem na ROM-u. Potreba za nadogradnjom tada je iziskivala zamjenu starog čipa novim korištenjem lemila i sl. alata.
Konzole za igranje od 70-ih do sredine 90-ih godina XX vijeka su kao primarni način distribuiranja softvera koristile ROM upakovan u plastična kućišta - kertridž. Ovaj način bio je u primjeni i kod nekih kućnih računara. Od 2000. godine, samo ručne konzole za igranje koriste ovakve kertridže.
Trenutno postoji tendencija smještanja softvera na diskove umjesto na ROM. Ovo omogućava lakše izmjene a ni operativni sistemi se više gotovo uopšte ne smještaju na ROM. Ipak, ROM je zadržao svoju primjenu kod računara, npr. za smještaj BIOSa, ali i tu u svojoj modifikovanoj verziji - flash-ROM. Mobilni telefoni i neki drugi ručni elektronski uređaji koji barataju podacima također koriste ROM ili flash memoriju.
Jedan od razloga zbog kojih je ROM još uvijek u upotrebi je brzina - magnetni diskovi su mnogo sporiji. Drugi je činjenica da se upravljački program potreban za rad diska ne može nalaziti na samom disku. Zato je BIOS još uvijek na ROM-u. Uz ovo, mrežne i grafičke karte neke svoje osnovne funkcije implementiraju preko softvera pohranjenog na ROM-u. Dalje, u posebno.
Procesor
Procesor (mikroprocesor, µP ili uP) je elektronička komponenta napravljena od minijaturnih tranzistora na jednom čipu (poluprovodničkom integralnom sklopu).
Centralni procesor (en. Central Processing Unit ili samo CPU) je srce svakog računara, iako centralni procesor nije jedini procesor, njega imaju grafička kartica (GPU), zvučna kartica i mnogi drugi dijelovi, ali pod imenom procesor najčešće se misli na centralni procesor (CPU).
Svaki procesor izvana izgleda veoma jednostavno, no on je u svojoj unutrašnjosti jako kompleksan, jer se radi o stotinama miliona tranzistora koji su smješteni u jednom čipu. Prvi put takvo nešto je uspjelo 1971. kada je napravljen prvi procesor Intel 4004, koji doduše mogao samo sabirati i oduzimati, ali su naučnici prvi put uspjeli da u jedan čip smjeste silna integrisana kola i tranzistore, što je dalo poticaj za daljnji razvoj procesora koji su tim napretkom počeli da troše mnogo manje el. energije.
Veoma često se spominje i Moore-ov zakon koji objašnjava da se svakih 18 mjeseci broj tranzistora i brzine udvostručava, a glasi ovako: The complexity of an integrated circuit, with respect to minimum component cost will double in about 18 months.
Kako radi CPU? [uredi] Procesor obrađuje i izvršava mašinski kod (binarni) koji mu govori šta da procesor radi. Jedini razumljivi jezik procesoru je mašinski jezik. CPU radi tri osnovne stvari:
Poslije obrade podataka, adresna sabirnica šalje adresu memoriji, dok se kroz ulaz i izlaz dobijaju podaci iz memorije, odnosno šalju. Čitanje i pisanje se odnosi na adresiranu memoriju, tj. kada je procesor želi, reset postavlja program counter na 0.
Procesor radi u tijesnoj saradnji sa RAM memorijom, ustvari procesor adresira svaki podatak koji ide na memoriju. RAM memorija je veoma brza, i svi podaci u njoj su brzo dostupni, stoga je bitno imati što više RAM memorije jer CPU onda može adresirati mnogo više podataka.
Centralni procesor (en. Central Processing Unit ili samo CPU) je srce svakog računara, iako centralni procesor nije jedini procesor, njega imaju grafička kartica (GPU), zvučna kartica i mnogi drugi dijelovi, ali pod imenom procesor najčešće se misli na centralni procesor (CPU).
Svaki procesor izvana izgleda veoma jednostavno, no on je u svojoj unutrašnjosti jako kompleksan, jer se radi o stotinama miliona tranzistora koji su smješteni u jednom čipu. Prvi put takvo nešto je uspjelo 1971. kada je napravljen prvi procesor Intel 4004, koji doduše mogao samo sabirati i oduzimati, ali su naučnici prvi put uspjeli da u jedan čip smjeste silna integrisana kola i tranzistore, što je dalo poticaj za daljnji razvoj procesora koji su tim napretkom počeli da troše mnogo manje el. energije.
Veoma često se spominje i Moore-ov zakon koji objašnjava da se svakih 18 mjeseci broj tranzistora i brzine udvostručava, a glasi ovako: The complexity of an integrated circuit, with respect to minimum component cost will double in about 18 months.
Kako radi CPU? [uredi] Procesor obrađuje i izvršava mašinski kod (binarni) koji mu govori šta da procesor radi. Jedini razumljivi jezik procesoru je mašinski jezik. CPU radi tri osnovne stvari:
- Pomoću ALU (en. Arithmetic/Logic Unit) procesor je u mogućnosti da izvodi osnovne matematičke operacije (sabiranje, oduzimanje, množenje i dijeljenje). Moderni procesori su u mogućnosti da obavljaju i jako komplikovane operacije.
- Procesor prebacuje podatke s jednog memorijskog mjesta na drugi
- Shodno naredbama, procesor može skočiti na novi set instrukcija
- Artimetričko logička jedinica (ALU)
- Registri
- Program counter
- Intrukcijski registar i dekoder
Poslije obrade podataka, adresna sabirnica šalje adresu memoriji, dok se kroz ulaz i izlaz dobijaju podaci iz memorije, odnosno šalju. Čitanje i pisanje se odnosi na adresiranu memoriju, tj. kada je procesor želi, reset postavlja program counter na 0.
Procesor radi u tijesnoj saradnji sa RAM memorijom, ustvari procesor adresira svaki podatak koji ide na memoriju. RAM memorija je veoma brza, i svi podaci u njoj su brzo dostupni, stoga je bitno imati što više RAM memorije jer CPU onda može adresirati mnogo više podataka.
Hard disc
Tvrdi disk (eng. Hard Disk, prevodi se i kao kruti disk) je sekundarna jedinica za pohranu podataka u računalima.
Ona se sastoji od kružnih ploča u hermetičkom kućištu koje se vrte oko jedne osi uz pomoć elektromotora. Ploče su metalne ili staklene, presvučene tankim slojem feromagnetske tvari, a magnetske glave koje lebde tik iznad magnetskog sloja pohranjuju odnosno čitaju podatke.
Magnetski disk svoje djelovanje temelji na fizičkim osnovama magnetskog polja i svojstvima feromagnetskih materijala. Pri upisu podataka na njega koriste se svojstva takozvanih tvrdih feromagnetskih tvari da nakon što su magnetizirane vanjskim poljem, ostanu magnetizirane i nakon što se vanjsko magnetsko polje ukloni. Tvrdi disk se sastoji od nekoliko ploča obično od nemagnetskih materijala, najčešće legure aluminija ili stakla. Te ploče su premazane sa tankim slojem feromagnetskog materijala debljine 10 do 20 nm (za usporedbu, debljina običnog kopirnog papira je između 0,07 mm i 0,18 mm - 70.000-180.000 nm).[1] Na taj magnetski materijal se obično još stavi premaz ugljika kao zaštitni sloj. Za magnetski materijal se danas obično biraju legure kobalta, dok su ranije bili korišteni oksidi željeza, kroma, ili slično. Disk se okreće oko svojeg središta brzinom od 3.000 okr/min do 10.000 okr/min, dok se tik iznad njega nalazi glava za čitanje i pisanje (eng. read-and-write head), pričvršćena na ručku koja može glavu premjestiti bliže ili dalje središtu diska. Na današnjim, modernim diskovima, udaljenost te glave od površine ploče se mjeri u nanometrima.
Podaci se na disk upisuju uz pomoć male zavojnice koja je sastavni dio glave. Zavojnica u biranim trenucima propušta električnu stuju izabranog smjera (princip binarnog sustava, 0 ili 1). Magnetska glava sastoji se od zavojnice koja je namotana na tvrdu feritnu jezgru. Glava je učvrščena na ručicu koju po disku pomiće aktuator. Uz pomoć njega glava se može pomicati iznad cijelog polumjeru diska. Magnetska površina ploče u disku je podjeljena u puno malih magnetskih područja veličine mikrometra, a svaka od tih površina se rabi za pohranu (kodiranje) jednog bita informacije. Do 2005. ta podjela magnetske površine je bila samo horizontalna, ali od tada pa do danas ta podjela je i vertikalna čime su se dobili tvrdi diskovi većeg kapaciteta (do 2 TB). Zbog prirodne kristalne strukture magnetskih materijala, te regije na disku se sastoje do nekoliko stotina magnetskih čestica (jedna magnetska čestica je veličine 10 nm). Protjecanjem struje kroz zavojnicu stvora se magnetsko polje koje se zbog blizine glave proteže i kroz magnetski materijal na površini diska. Kako se disk brzo okreće ispod glave, sav materijal koji prođe ispod glave se magnetizira u smjeru određenom smjerom protjecanja električne struje. Uključivanjem struje u kratkotrajnim biranim trenucima, postiže se na površini diska niz različito magnetiziranih područja jedno iza drugog, čime je na disk zapisan niz podataka tj. bitova. Podaci su na disku nalaze kao niz magnetskih čestica na magnetskom sloju diska koje su smještene u koncentrične krugove.
Čitanje se ispočetka radilo koristeći činjenicu da kada niz različito magnetiziranih područja brzo prođe ispod zavojnice magnetske glave, u zavojnici se inducirao električni napon kod svake promjene polja. Inducirani napon i tako dobivena struja ima svoju jakost koja ovisi o jakosti magnetskog polja, njegovom smjeru, brzini promjene magnetskog polja ispred glave i udaljenosti glave od diska. Zbog razlike u induciranom naponu na zavojnici u određenom trenutku dobiva se naponski signal. Iz tog naponskog signala se stoga može zaključiti kakav je raspored magnetiziranih područja prošao ispod nje i time se niz bitova pročitao. No danas se koriste druge magnetske pojave, recimo osobine da prisutnost magnetskog polja mijenja električnu otpornost nekih materijala. Kod takvih diskova, glava je magnetnootporna. Prilikom prolaska čitače glave preko magnetizirane površine diska, čitača glava mjenja svoj električni otpor zbog promjene jačine i smjera magnetskog polja (tehnologija gigantskog magnetootpora (GMR)).[2]
U današnjim tvrdnim diskovima glave za čitanje i pisanje su odvojene, za razliku od starih diskova na kojima se sve obavljalo uz pomoć jedne glave. Čitača glava je magnetnootporna, dok je pisača glava tankoslojna induktivna.
Dobra svojstva magnetskog diska jesu veliki kapacitet, postojanost podataka i brzi pristup podacima. Negativna svojstva jesu: osjetljivost na prljavštinu i elektromagnetska polja, te ograničenje maksimalne gustoće podataka. Magnetski disk je posebno osjetljiv na elektromagnetska polja i pri rukovanju treba to imati na umu.
Ona se sastoji od kružnih ploča u hermetičkom kućištu koje se vrte oko jedne osi uz pomoć elektromotora. Ploče su metalne ili staklene, presvučene tankim slojem feromagnetske tvari, a magnetske glave koje lebde tik iznad magnetskog sloja pohranjuju odnosno čitaju podatke.
Magnetski disk svoje djelovanje temelji na fizičkim osnovama magnetskog polja i svojstvima feromagnetskih materijala. Pri upisu podataka na njega koriste se svojstva takozvanih tvrdih feromagnetskih tvari da nakon što su magnetizirane vanjskim poljem, ostanu magnetizirane i nakon što se vanjsko magnetsko polje ukloni. Tvrdi disk se sastoji od nekoliko ploča obično od nemagnetskih materijala, najčešće legure aluminija ili stakla. Te ploče su premazane sa tankim slojem feromagnetskog materijala debljine 10 do 20 nm (za usporedbu, debljina običnog kopirnog papira je između 0,07 mm i 0,18 mm - 70.000-180.000 nm).[1] Na taj magnetski materijal se obično još stavi premaz ugljika kao zaštitni sloj. Za magnetski materijal se danas obično biraju legure kobalta, dok su ranije bili korišteni oksidi željeza, kroma, ili slično. Disk se okreće oko svojeg središta brzinom od 3.000 okr/min do 10.000 okr/min, dok se tik iznad njega nalazi glava za čitanje i pisanje (eng. read-and-write head), pričvršćena na ručku koja može glavu premjestiti bliže ili dalje središtu diska. Na današnjim, modernim diskovima, udaljenost te glave od površine ploče se mjeri u nanometrima.
Podaci se na disk upisuju uz pomoć male zavojnice koja je sastavni dio glave. Zavojnica u biranim trenucima propušta električnu stuju izabranog smjera (princip binarnog sustava, 0 ili 1). Magnetska glava sastoji se od zavojnice koja je namotana na tvrdu feritnu jezgru. Glava je učvrščena na ručicu koju po disku pomiće aktuator. Uz pomoć njega glava se može pomicati iznad cijelog polumjeru diska. Magnetska površina ploče u disku je podjeljena u puno malih magnetskih područja veličine mikrometra, a svaka od tih površina se rabi za pohranu (kodiranje) jednog bita informacije. Do 2005. ta podjela magnetske površine je bila samo horizontalna, ali od tada pa do danas ta podjela je i vertikalna čime su se dobili tvrdi diskovi većeg kapaciteta (do 2 TB). Zbog prirodne kristalne strukture magnetskih materijala, te regije na disku se sastoje do nekoliko stotina magnetskih čestica (jedna magnetska čestica je veličine 10 nm). Protjecanjem struje kroz zavojnicu stvora se magnetsko polje koje se zbog blizine glave proteže i kroz magnetski materijal na površini diska. Kako se disk brzo okreće ispod glave, sav materijal koji prođe ispod glave se magnetizira u smjeru određenom smjerom protjecanja električne struje. Uključivanjem struje u kratkotrajnim biranim trenucima, postiže se na površini diska niz različito magnetiziranih područja jedno iza drugog, čime je na disk zapisan niz podataka tj. bitova. Podaci su na disku nalaze kao niz magnetskih čestica na magnetskom sloju diska koje su smještene u koncentrične krugove.
Čitanje se ispočetka radilo koristeći činjenicu da kada niz različito magnetiziranih područja brzo prođe ispod zavojnice magnetske glave, u zavojnici se inducirao električni napon kod svake promjene polja. Inducirani napon i tako dobivena struja ima svoju jakost koja ovisi o jakosti magnetskog polja, njegovom smjeru, brzini promjene magnetskog polja ispred glave i udaljenosti glave od diska. Zbog razlike u induciranom naponu na zavojnici u određenom trenutku dobiva se naponski signal. Iz tog naponskog signala se stoga može zaključiti kakav je raspored magnetiziranih područja prošao ispod nje i time se niz bitova pročitao. No danas se koriste druge magnetske pojave, recimo osobine da prisutnost magnetskog polja mijenja električnu otpornost nekih materijala. Kod takvih diskova, glava je magnetnootporna. Prilikom prolaska čitače glave preko magnetizirane površine diska, čitača glava mjenja svoj električni otpor zbog promjene jačine i smjera magnetskog polja (tehnologija gigantskog magnetootpora (GMR)).[2]
U današnjim tvrdnim diskovima glave za čitanje i pisanje su odvojene, za razliku od starih diskova na kojima se sve obavljalo uz pomoć jedne glave. Čitača glava je magnetnootporna, dok je pisača glava tankoslojna induktivna.
Dobra svojstva magnetskog diska jesu veliki kapacitet, postojanost podataka i brzi pristup podacima. Negativna svojstva jesu: osjetljivost na prljavštinu i elektromagnetska polja, te ograničenje maksimalne gustoće podataka. Magnetski disk je posebno osjetljiv na elektromagnetska polja i pri rukovanju treba to imati na umu.