Operacja dostępu do danych w pliku wymaga ich sprowadzenia z urządzenia do pamięci operacyjnej, gdzie można je testować, zmieniać, po czym zażądać ponownego ich zapisania na urządzeniu.
Czytanie i pisanie bezpośrednio z / na dysk podczas wszystkich operacji dostępu do plików jest nieefektywne ze względu na czas reakcji dysku oraz relatywnie małą szybkość transmisji dyskowych.
Minimalizacja dostępów do dysku możliwa jest przez utrzymywanie puli wewnętrznych buforów, zwanych podręczną pamięcią buforową (ang. buffer cache), które zawierają dane z ostatnio używanych bloków dyskowych.
Dane w jednym buforze odpowiadają danym z jednego bloku dyskowego. Realizacja dostępu wymaga sprawdzenia dostępności bloku w podręcznej pamięci buforowej. Jeśli blok się tam znajduje, nie ma potrzeby wykonywania operacji dyskowej. W przeciwnym przypadku następuje sprowadzenie żądanego bloku z urządzenia do bufora. Sprowadzenie takie może oznaczać usunięcie (zastąpienie) dotychczasowej zawartości bufora. Jeśli zawartość ta była modyfikowana, wcześniej musi nastąpić zapis usuwanych danych we właściwym bloku dyskowym. Blok, dostępny w buforze, może być czytany oraz zapisywany, zależnie od praw dostępu do pliku, trybu otwarcia i rodzaju wykonywanych operacji. Modyfikacja zawartości bufora wymaga ponownego zapisu zawartości na dysku. Zapis taki może być wykonany natychmiast lub w późniejszym czasie, zależnie od trybu otwarcia. Póki nie nastąpi zwolnienie bufora na potrzeby nowo sprowadzanych danych, jego zawartość może być wykorzystywana przy kolejnych operacjach dostępu, gdyż bufor ten zawiera najświeższe dane. Konieczność natychmiastowego zapisu bloku dyskowego może być podyktowana bezpieczeństwem lub względami spójności. Niebezpieczeństwo wynika z możliwości utraty zawartości podręcznej pamięci buforowej w przypadku awarii komputera, zaniku zasilania itp. Problem spójności może powstać, jeśli do dysku jest dostęp bez pośrednictwa systemu operacyjnego, który buforuje dane. Przypadek taki może dotyczyć dysków w sieciowych systemach plików.
Schemat realizacji dostępu do odczytu w uproszeniu wygląda tak, że najpierw lokalizowany jest blok (lub bloki), zawierający czytany fragment. Sama lokalizacja w zależności od metody przydziały bloków może wymagać odczytu dodatkowych bloków, które też zostaną umieszczone w podręcznej pamięci buforowej. Po zlokalizowaniu bloku sprawdza się, czy znajduje się on w buforowej pamięci podręcznej. Jeśli nie ma go w pamięci podręcznej, następuje odczyt z urządzenia i umieszczenie zawartości w odpowiednim buforze. Ostatni etap polega na kopiowaniu danych z bufora pamięci podręcznej pod adres w przestrzeni procesu aplikacyjnego, wskazany w parametrach operacji.
Schemat postępowania jest podobny jak przy odczycie. Warto zwrócić uwagę, że dostęp do zapisu oznacza konieczność wcześniejszego odczytania bloku, ponieważ operacja zapisu może dotyczyć tylko fragmentu tego bloku.