Sabit disklerin çalışma prensibi, kasetli teyplere benzetebiliriz. Her iki durumda da manyetik bir ortama verilerin yazılması söz konusudur. Fakat kasetli teyplerin aksine, sabit disklerde okuma/yazma kafası, verilerin okunup yazıldığı ortama değmez. Sabit disklerde veriler yüksek yoğunluklu alüminyum plakalara yazılır. Manyetik alanlara duyarlı özel bir maddeyle kaplanıp cilalanan bu diskler, dakikada binlerce kere dönebilir. Veriler okuma/yazma kafalarınca, 1 ve0 'lar halinde bu disklere yazılır. Okuma/yazma kafaları saniyede 50 kere hatta daha hızlı olarak.plakaların içine ve dışına doğru hareket edebilen çok özel bir mekanizmaya sahiptir.
Sabit disklerin farklı arama sürelerine sahip olmasının nedenlerinden biri de sürücülerin kullandığı kafa hareket mekanizmalarının farklı olmasıdır. Söz konusu kafa hareket mekanizmaları iki çeşittir: Bantlı olanlar (band stepper) ve bobinli olanlar (voice coil).Kafa hareket mekanizması hem bir sürücü karakteristiği, hem de özellikle bir sabitdisk satın alırken önem taşıyan bir güvenirlik meselesidir.
Nispeten ucuz sürücülerde sürücü kafasının disk yüzeyi üzerindeki ileri-geri hareketi, esnek metal şeritler (bantlar) ve dönmeyi sağlayan bir motor aracılığıyla gerçekleştirilir. Bu motor, elektromanyetik titreşimler ile harekete geçer. Motor elektriksel olarak uyarıldığında bir tam devrin çok küçük bir bölümü kadar döner. Bu küçük dönme miktarına "detent" adı verilir. Bir tam dönüşte yüzlerce detent bulunabilir. Bu, silindirler arasında gidip gelen sürücü kafasını, bir inçin sadece birkaç binde biri oranında hareket ettirmek için gereken hassas ayarlamanın yapılmasına imkan tanır. Motor mili etrafında ince ve esnek bir metal bant sarılıdır. Motor döndükçe bu bant açılır veya sarılır. Bant hareket ettikçe, bandın iliştirilmiş olduğu sürücü kafası da hareket eder. Denetleyiciden gelen bir uyarı (pulse) motorun bir detent kadar hareket etmesine yol açar. Bu karakterin sonucunda da sürücü kafası bir silindir miktarı yol alır.
Sistem iyi görünmekle birlikte bazı sorunları da yok değildir. Her şeyden önce metal bantların haddinden fazla gerilmesi yada uzaması ihtimali vardır. Kafa, doğru silindiri bir yada iki silindir farkla kaçırabilir. Bir silindirin, bir inçin yaklaşık 1/1000'i genişliğinde olduğunu hatırlayalım. İkinci sorun ise motorun mekanik olmasıdır; motorun parçaları zamanla eskiyecektir. Beş yıl sonra motor doğru hedeften bir yada iki detent kayma eğilimleri gösterebilir.
Seagate ST251-1 yüksek kaliteli bantlı sürücülere güzel bir örnek. (Yeni sürücülerde bant dizaynı kullanılmamaktadır). Aslında ST2xx modellerinin hepsi iyi birer örnek olarak gösterilebilir. Bu modellerin dizaynı endüstride geniş ölçüde taklit edilmiştir. Sürücünün içine baktığımızda büyük bölümünün diskler tarafından kaplandığını görürsünüz. Kenarlarda motor ve kafa hareket kolu yer alır. Hareket kolunun V şeklinde bir görünümü vardır. Bu kolun sivri ucunda kafalar, diğer ucunda ise dönme dirseği (kolun, metal bantların iliştirilmiş olduğu kısmı) bulunur.
Pek çok bantlı sürücüden farklı olarak bu sürücü güç kesildiğinde kendisini otomatik olarak park edebilme yeteneğine sahiptir. Burada bir yay veya başka bir mekanik cihaz yoktur. Bunun yerine gücün kesildiğini algılayan küçük bir devre bulunur. Siz bilgisayarınızı kapattığınızda, cihazın iç aksamına ulaşan elektriksel güç yaklaşık 2 sn daha hayatta kalır. Sözünü ettiğimiz bu küçük devre elektriksel gücün kesildiğini sezdiği anda dönmeyi sağlayan motora, (kalan gücü kullanarak) sürücü kafalarını park konumuna çekmesi yönünde talimat verir. Bu hakikaten güzel bir işleyiş tarzı. Park mekanizması sürücüyü nasıl koyduğunuzdan bağımsız olarak çalışabilmektedir. Ancak, gücü çok kısa aralıklarla kapatıp açarsanız park mekanizması çalışmayacaktır. Otomatik park mekanizmasının düzgün bir şekilde çalışabilmesi için, sürücü yanıt veriyor olsun yada olmasın, gücü kesmeden önce gücün en az 30sn süreyle açık kalmış olmasına dikkat edin.
Bantlı sürücülerin alternatifi bobinli sürücülerdir. Bobinli (voice coil) devrenin telefon elektroniğinde kullanılmasının ardından bu isim verilmiştir. Bobinin ortasında silindirik bir çubuk bulunur. Bobine enerji verildiğinde, çubuk (enerjinin miktarına bağlı olarak) bobinin içine yada dışına doğru hareket eder. Çubuk sürücü kafalarına bağlanmıştır, yani bobine enerji verilmesiyle birlikte kafalar ileriye yada geriye doğru hareket ederler.
Elektrik enerjisi kafaların hareketini sağlar, peki ama denetleyici kafaları ne kadar hareket ettireceğini nereden bilmektedir? Çok basit: Diske, diğer verilerle birlikte kafanın konum bilgisi de yazılır. Bazı sürücüler sırf bu iş için bütün bir yüzeyi tahsis etmektedir. Bu yaklaşıma özel servo konumlandırma mekanizması denir. Diğer sürücüler ise kafanın konum bilgisini diskin çeşitli bölgelerine serpiştirirler. Bu metoda ise katılmış servo adı verilir. Özel servo mekanizmasını kullanan bir sürücü örneği eski Seagate 4096 'dır. Seagate 4096 'nın 9 yüzeye sahip olduğu belirtilmiş olmasına karşın sürücüde 10 yüzey vardır. Onuncu yüzey kafanın konum bilgisini saklamak üzere ayrılmıştı ve üzerine sıradan veriler yazılamıyordu. Bu yüzden 4096 on değil dokuz yüzeye sahip olduğunu söylüyordu.
Hangisi daha iyi? Bobin modelinin geleceği daha parlak gibi görünüyor. Mühendisler onu bir kapalı kontrol sistemi olarak nitelendiriyorlar; bunun sebebi de bobinli dizaynların "kendi kendini düzeltme" özelliğine sahip olması. Sürücü kafası tam olarak nerede durması gerektiğini belirtmek için hareket halindeyken bir yandan da veriyi kontrol eder. Buna karşın bantlı dizaynlar ise birer açık sistemdir: Onların varsayımı, "silindir 40'ın silindir 0'dan 40 adım ötede olduğu" şeklindedir. Zamanla kafanın konumunu asıl hedeften iyice sapabilir, bir oto-düzeltme söz konusu değildir. Bunun yanı sıra bobin dizaynı bant dizaynına kıyasla daha yüksek bir hız sunar.
Bobinli sürücüler aynı zamanda daha güvenlidir. Bu sürücülerde, elektriksel güç kesildiğinde serbest kalan sürücü kafalarını tutarak onların disk yüzeyine zarar vermelerini önleyen bir yay vardır. Bir başka ifadeyle söyleyecek olursak, bilgisayar kapatıldığında sürücü kendisini park edebilmektedir.
