دستگاه نوار مغناطيسى (Tape drive) از لحاظ اصول کار مشابه يک دستگاه ضبط و پخش صدا است و مى‌تواند اطلاعات را روى نوار مغناطيسى ثبت کند يا آن را خوانده و به کامپيوتر منتقل نمايد. قسمت‌هاى اصلى هر دستگاه نوار مغناطيسى شامل دو محل براى قرار گرفتن حلقه نوار (که نوار از روى يکى از آنها باز شده و روى ديگر جمع مى‌شود)، يک مکانيزم خواندن و نوشتن و مکانيزم حرکت دادن نوار از مقابل واحد خواندن و نوشتن است با توجه به اينکه سرعت حرکت و به‌ويژه شتاب اوليه حرکت نوار از مقابل واحد خواندن و نوشتن زياد است براى جلوگيرى از قطع ناگهانى يا صدمه ديدن نوار پلاستيکى در اثر حرکت پرشتاب اوليه، هميشه مقدارى نوار آزاد بين حلقه‌ها و دستگاه خواندن و نوشتن وجود دارد. در دستگاه‌هاى کندتر، اين نوار آزاد ممکن است توسط يک بازوى فنرى باز و کنترل شود. در دستگاه‌هاى سريع‌تر، قسمت آزاد نوار (حدود يک متر) در يک محفظه تقريباً خلأ قرار مى‌گيرد که هنگام حرکت حداقل اصطکاک را داشته باشد. شکل زير يک نمونه از دستگاه نوار را نشان مى‌دهد.


نمونه دستگاه نوار مغناطيسى
نمونه دستگاه نوار مغناطيسى

نوار مغناطيسى معمولى کامپيوترها يک نوار پلاستيکى به عرض حدود نيم اينچ و طول ۱۲۰۰ يا ۲۴۰۰ فوت است که روى آن يک ورقه نازک اکسيد آهن کشيده شده است. با ايجاد نقاط ريز مغناطيسى روى اين ورقه، مى‌توان اطلاعات را روى نوار ثبت و نگهدارى کرد. هر ستون اطلاعات روى نوار در ۹ نقطه يا رديف است که از هر نقطه معادل يک بيت حافظه استفاده مى‌شود. هشت بيت براى ثبت اطلاعات يک بايت، و بيت نهم آن بيت کنترل يا همان بيت توازن است که در حافظه نيز وجود دارد. در سال‌هاى قبل که هر بايت کامپيوتر شش بيت بود هر ستون نوار نيز هفت رديفى بود. رديف‌هاى روى نوار را معمولاً شيار (Track) مى‌نامند. اطلاعات در نوارهاى مغناطيسى از نقطه معينى در اوايل نوار به‌طور پشت سر هم و به شکل بلوک‌هاى (Blocks) مجزا از هم ثبت و خوانده مى‌شود. هر بلوک اطلاعات مى‌تواند يک يا چند رکورد منطقى (Logical record) باشد و غالباً رکورد فيزيکى (Physical record) ناميده مى‌شود.


بين بلوک‌هاى اطلاعات، فواصلى روى نوار ايجاد مى‌شود که براى هر دستگاه ثابت و حدود ۳% تا ۶% اينچ است و فاصله بين رکوردها (IRG = Inter Record GAP) ناميده مى‌شود. نمودار زير طرح فايل و فاصله بين رکوردها را در نوار نشان مى‌دهد.


طرز استقرار اطلاعات فايل در روى نوار مغناطيسى
طرز استقرار اطلاعات فايل در روى نوار مغناطيسى

دستگاه نوار، طبق دستورى که از واحد پردازش مرکزى کامپيوتر دريافت مى‌کند (و با هر دستور يک بلوک) اطلاعات را مى‌خواند يا مى‌نويسد. فاصله بين رکوردها مرز خواندن اطلاعات در هر بار را مشخص مى‌کند و فاصله لازم را براى رسيدن به سرعت مناسب تأمين مى‌نمايد. محل شروع و خاتمه ثبت اطلاعات در روى نوار با قرار دادن علائم فيزيکى در محل‌هاى مناسب مشخص مى‌شود. با توجه به اينکه مقدارى از نوار بين هر دو بلوک هدر مى‌رود بنابراين هر چه بلوک‌هاى اطلاعات بزرگ‌تر باشد مقدار استفاده نشده نوار کمتر خواهد بود. عامل محدود کننده براى بلوک‌هاى بزرگ، مقدار حافظه اصلى کامپيوتر است که براى ذخيره يا ارسال اطلاعات هر بلوک لازم مى‌باشد.


در بيشتر موارد، اختلالات خواندن و نوشتن نوارهاى مغناطيسى به‌علت خرابى دستگاه نبوده و به‌دليل اشکالات موجود در نوار است. کوچک‌ترين ايراد در جنس نوار يا سطح اکسيدى آن مى‌تواند موجب اختلال در امر ثبت و خواندن اطلاعات شود. اگر ذرات خارجي، مانند غبار، روى نوار باشد باعث بلند شدن مکانيزم خواندن و نوشتن از روى نوار مى‌شود. غالباً ذرات ورقه اکسيد آهن از روى نوار پلاستيکى کنده شده و به وسيله چرخ‌هاى مکانيزم حرکت نوار، به نقطه ديگر منتقل مى‌شود. دستگاه‌هاى ويژه‌اى براى تميز کردن نوار از ذرات غبار و غيره وجود دارد که مراکز خدمات کامپيوترى مى‌توانند با استفاده از آن در فواصل زمانى معين نوارهاى موجود را تميز کنند. در اثر استفاده طولانى يا نگهدارى در شرايط جوى نامناسب نيز ممکن است تمام يا قسمتى از نوار فرسوده و خراب شود. با تغيير محل شروع و خاتمه ثبت اطلاعات با نصب علائم در نقاط جديد و قطع قسمت‌هاى خراب مى‌توان از قسمت‌هاى سالم باقيمانده نوار استفاده کرد.


کارآئى مکانيزم خواندن و نوشتن به دريافت صحيح علائم درست از واحد پردازش مرکزي، سرعت و موقعيت درست و مناسب مکانيزم مزبور نيز مربوط است. دريافت و اجراء غلط دستورالعمل خواندن يا نوشتن ممکن است باعث حذف کامل يک بلوک اطلاعات شود. سرعت نامناسب نوار باعث مى‌‌شود که مکانيزم خواندن و نوشتن به درستى عمل نکند. خرابى مکانيزم خواندن و نوشتن مى‌تواند باعث ضعيف بودن علائم خوانده شده يا نوشته شده شود به‌طورى که علائم مزبور قابل درک نباشد. در صورتى‌که علائم نصب شده در اول و آخر نوار گونه‌اى نامناسب باشد که دستگاه نتواند وجود آنها را درک کند، اطلاعات ثبت شده ممکن است در پردازش‌هاى بعدى قابل استفاده نباشد.


کنترل‌هاى سخت‌افزارى دستگاه نوار مغناطيسى شامل پردازش دوباره، بيت کنترل يا کد تصحيح اشتباهات و مدارهاى ناظر يا ديده‌بان (Monitors) است.