Le disque dur est l'élément de l'ordinateur servant au stockage de données à long terme. Contrairement à la mémoire vive (RAM), qui perd les informations stockées une fois l'alimentation coupée, le disque dur conserve les informations de façon permanente, vous permettant ainsi de sauvegarder des programmes, des fichiers et d'autres types de données. Les disques durs ont une capacité de stockage supérieure à celle de la RAM, les disques plus récents disposant de plus de 200 Go.

Un disque dur se compose de quatre éléments principaux : des plateaux, un axe, des têtes de lecture/écriture et un système électronique intégré.

· Les plateaux sont des disques rigides en métal ou en plastique. Les deux faces de chaque plateau sont recouvertes d'une couche d'oxyde de fer ou d'un autre matériau magnétisable.

· Les plateaux sont montés sur un axe central qui fait tourner tous les plateaux à la même vitesse.

· Les têtes de lecture/écriture sont montées sur des bras pouvant atteindre les deux faces de chaque disque. Chaque face d'un plateau dispose d'au moins une tête de lecture/écriture. Les bras se déplacent en même temps d'avant en arrière, du centre des plateaux vers l'extérieur. Ce mouvement, associé à la rotation des plateaux, permet aux têtes de lecture/écriture d'accéder à toutes les surfaces des plateaux.

· Le système électronique intégré traduit les commandes provenant de l'ordinateur et déplace les têtes de lecture/écriture vers des zones spécifiques des plateaux, pour y lire et/ou écrire les données nécessaires.

Les ordinateurs enregistrent les données sur les disques durs sous forme de suites de bits binaires. Chaque bit est stocké en tant que charge magnétique (positive ou négative) sur la couche d'oxyde de fer d'un des plateaux du disque.

Lorsque l'ordinateur sauvegarde les données, il les transmet au disque dur sous forme de suite de bits. Le disque utilise alors les têtes de lecture/écriture pour enregistrer ou « écrire » les bits sur les plateaux. Les bits de données ne sont pas nécessairement enregistrés dans l'ordre. Par exemple, les données d'un même fichier peuvent être enregistrées sur différentes zones de plusieurs plateaux.

Lorsque l'ordinateur recherche des données stockées sur le disque dur, les plateaux tournent et les têtes de lecture/écriture se déplacent jusqu'aux zones contenant les données souhaitées. Les têtes de lecture/écriture lisent les données en déterminant le champ magnétique de chaque bit (positif ou négatif), puis retransmettent cette information à l'ordinateur.

Les têtes de lecture/écriture peuvent accéder à tout moment à n'importe quelle zone des plateaux, ce qui permet d'accéder aux données de façon aléatoire (plutôt que séquentielle, comme dans le cas d'une bande magnétique). Cette caractéristique permet habituellement aux disques durs d'accéder à toute donnée en quelques millionièmes de seconde.