Đi từ đơn giản đến phức tạp, ta thấy, máy ghi âm-cassete là một thiết bị ghi đọc dữ liệu đơn giản nhất. Nó ghi và phát lại âm thanh lên băng nhựa phủ bột sắt từ, cơ cấu ghi đọc của thiết bị chỉ là cơ khí rất đơn giản. Máy ghi hình thì phức tạp hơn bởi nó ghi lại đồng thời cả âm thanh và hình ảnh vào một cuốn băng từ, do đó cơ cấu ghi đọc của nó kồng kềnh và rắc rối hơn. Sau này nhờ kỹ thuật số phát triển mà máy ghi âm, ghi hình có thể chuyển đổi dữ liệu từ dạng tương tự sang dạng số và có thể lưu trữ số liệu lên bộ nhớ hay đĩa CD, VCD. Hệ thống VDR lắp đặt trên tàu biển cũng có chức năng ghi đọc dữ liệu và nó cũng có đầy đủ thành phần, cơ cấu thực hiện chức năng này.
Hình 3.1. Sơ đồ khối của quá trình ghi đọc dữ liệu
Hệ thống VDR ghi lại nhiều tín hiệu ở các dạng khác nhau như âm thanh, hình ảnh, tín hiệu xung, số, tương tự theo các chuẩn khác nhau nên đòi hỏi ở một mức độ xử lý tín hiệu cao hơn các thiết bị ghi đọc khác. Vì vậy mà các mạch xử lý của hệ thống nhiều hơn, tinh vi hơn, các đường mạch được rửa ở chế độ nhiều lớp để có thể thu gọn hệ thống. Hệ thống phải thực hiện thu gom các loại dữ liệu từ đầu ra của các cảm biến các bo mạch xử lý sẽ phân tích, mã hoá tín hiệu đó một cách phù hợp thành một dạng tín hiệu chuẩn rồi ghi lại dữ liệu, thông tin vào một hay nhiều bộ nhớ. Quá trình đọc dữ liệu thì ngược lại, dữ liệu theo dạng chuẩn trong bộ nhớ sẽ được các thiết bị, cơ cấu bao gồm máy tính và phần mềm giải mã và chỉ thị lên màn hình dưới dạng âm thanh,
Cơ cấu xử lý và ghi dữ liệu Cơ cấu lưu dữ liệu Cơ cấu đọc dữ liệu Dữ liệu từ các cảm biến Cơ cấu chuyển đổi dữ liệu
hình ảnh, con số hay đồ thị để người quan sát hiểu được các thông tin từ các cảm biến được ghi lại.
Ngoài ra, hệ thống VDR hiện đại hơn các hệ thống, thiết bị ghi đọc dữ liệu khác ở chỗ nó thực hiện một cách tự động, liên tục và có một cơ chế ghi lưu dữ liệu đặc biệt, mang đặc trưng riêng của hộp đen. Hệ thống VDR có khối thu gom, xử lý dữ liệu từ các cảm biến (GPS, AIS, la bàn, tốc độ kế, đo sâu,…) thành các tín hiệu theo chuẩn, quy định IEC, IMO. Khối xử lý chính tiến hành xử lý thông tin đầu vào theo thứ tự xảy ra, tức là dữ liệu nào vào trước thì xử lý trước, rồi ghi lại dữ liệu vào bộ nhớ của nó và bộ nhớ của khối Capsule (khối bảo vệ dữ liệu cuối cùng). Dữ liệu mới tự động được ghi cùng với dữ liệu trước đó, còn trong bộ nhớ của khối Capsule thì khác, dữ liệu mới sẽ ghi đè lên dữ liệu cũ với chu kỳ khoảng 12 giờ. Tất cả quá trình hành hải, đàm thoại ở buồng lái, thông tin VHF, vị trí GPS, tín hiệu AIS… được ghi lại liên tục và hình ảnh Radar được ghi lại có chu kỳ 15 giây/ảnh.