Данные, хранящиеся в оперативной памяти компьютера, не сохраняются при выключении электропитания. Уже в самых первых компьютерах возникла необходимость постоянного хранения данных. Для этого использовались перфокарты и перфоленты, затем магнитные ленты и магнитные барабаны. К настоящему времени для постоянного хранения данных используются магнитные и лазерные диски. Устройства для чтения и записи на такие диски называются устройствами внешней памяти. Любой персональный компьютер включает накопитель на магнитных дисках (винчестер), устройство для работы с лазерными дисками и устройство для подключения внешних накопителей (USB-порт).
В магнитных дисках информация записывается на вращающихся дисках, покрытых магнитным материалом. На записывающей поверхности диска выделены концентрические круги (дорожки), и конечное (но очень большое) число радиусов. Очень маленький участок, лежащий на пересечении дорожки и радиуса является элементарной единицей для хранения одного бита информации по принципу: «намагничено» – 1, «не намагничено» - 0. Таким образом, все дорожки имеют одинаковую емкость (содержат одинаковое число бит). Обычно дорожки делятся на блоки данных объемом 512 байт, называемые секторами. Количество секторов, записываемых на одну дорожку, зависит от физических размеров диска и плотности записи.
Накопитель на магнитных дисках (НМД) представляет собой набор дисков, заключенных в герметичный корпус, магнитных головок, кареток, электронных схем и двигателей. Обычно он содержит несколько (4-9) дисков с магнитным покрытием, вращающихся на общем валу. Для записи данных используются обе поверхности дисков. Вал постоянно вращается с высокой скоростью (обычно 3600 - 7200 оборотов в минуту). Данные записываются или считываются с помощью головок записи/считывания, по одной на каждую поверхность каждого диска. Головки могут перемещаться по радиальной оси к центру или от центра диска, останавливаясь над любой дорожкой диска. Специальное устройство улавливает, когда под головкой проходят нужные сектора.
Время передачи данных, т.е. время, необходимое для физической передачи байтов, зависит от числа передаваемых байтов (размера блока), скорости вращения, плотности записи на дорожке и скорости электроники. Типичная скорость передачи равна 1-4 Мбайт/с.
В лазерных дисковых накопителях используется чисто оптический способ кодирования информации. Аналогично магнитным дискам, лазерные диски разбиты на дорожки, однако запись единицы на дорожку диска производится за счет изменения отражающих свойств поверхности. Наиболее употребительны лазерные диски, основанные на механическом изменении рельефа дорожки. Луч лазера направляется на дорожку, проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании луча на выступ луч отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. В зависимости от силы сигнала диод воспринимает его как нуль или единицу.