Thời đại thông tin khởi đầu nhờ sự phát triển công nghệ trong cuộc cách mạng kỹ thuật số, mà chính nó lại được hình thành dựa trên sự phát triển trong cuộc cách mạng công nghệ.

Máy tính

Trước khi có sự xuất hiện của ngành điện tử, các loại máy tính cơ học, giống như chiếc máy phân tích Analytical Engine năm 1837, được thiết kế chỉ để cung cấp những con số toán học thông thường và khả năng ra quyết định đơn giản. Nhu cầu quân sự trong Thế chiến II đã thúc đẩy sự phát triển của các loại máy tính điện tử đầu tiên, dựa trên ống chân không, bao gồm Z3, máy tính Atanasoff–Berry, máy tính Colossus và ENIAC.

Việc phát minh ra bóng bán dẫn vào năm 1947 đã mở đầu kỷ nguyên của loại máy tính lớn (thập niên 1950 – 1970), điển hình là IBM 360. Những máy tính lớn cỡ bằng một căn phòng thực hiện việc tính toán và thao tác dữ liệu nhanh hơn khả năng của con người, nhưng lại có giá thành đắt đỏ và khó bảo dưỡng, vì vậy ban đầu chỉ giới hạn ở một số cơ sở khoa học, các tập đoàn lớn và các cơ quan chính phủ. Khi công nghệ bóng bán dẫn được cải thiện nhanh chóng, tỷ lệ điện toán tính theo kích thước tăng lên đáng kể, cho phép truy cập trực tiếp vào máy tính tới các nhóm nhỏ hơn.

Cùng với loại máy chơi game arcade và máy chơi game điện tử gia đình vào những năm 1970, sự phát triển của loại máy tính cá nhân như Commodore PET và Apple II (đều ra mắt năm 1977) đã cho phép các cá nhân dễ dàng tiếp cận máy tính. Nhưng việc chia sẻ dữ liệu giữa các máy tính cá nhân hoặc là không tồn tại hoặc phần lớn là thủ công, lúc đầu thì sử dụng thẻ bấm lỗ và băng từ, rồi sau mới chuyển sang đĩa mềm.

Dữ liệu

Quá trình phát triển đầu tiên của việc lưu trữ dữ liệu ban đầu được dựa trên các bức ảnh, bắt đầu từ ảnh chụp siêu nhỏ vào năm 1851 và sau là vi hình vào thập niên 1920, với khả năng lưu trữ các tài liệu trên phim, làm cho chúng nhỏ gọn hơn. Vào những năm 1970, giấy điện tử cho phép thông tin kỹ thuật số được xuất hiện dưới dạng tài liệu giấy.

Lý thuyết thông tin và mã Hamming sơ khai đã được phát triển vào khoảng năm 1950, nhưng phải đợi chờ đợi những đổi mới về mặt kỹ thuật trong việc truyền và lưu trữ số liệu mới có thể sử dụng đầy đủ hơn. Trong khi cáp truyền dữ liệu số kết nối thiết bị đầu cuối máy tính và ngoại vi với những máy tính lớn diễn ra khá phổ biến, và các hệ thống chia sẻ tin nhắn đặc biệt dẫn đến email được phát triển lần đầu tiên vào những năm 1960, mạng máy tính độc lập được bắt đầu với ARPANET vào năm 1969. Về sau nó được mở rộng trở thành Internet (đặt ra năm 1974), và sau đó là World Wide Web vào năm 1989.

Việc truyền dữ liệu công cộng lần đầu tiên sử dụng các đường dây điện thoại hiện tại bằng cách dùng dial-up, bắt đầu từ những năm 1950, và đây chính là trụ cột của Internet cho tới khi băng thông rộng phổ biến trong thập niên 2000. Sự ra mắt của mạng không dây vào những năm 1990 kết hợp với sự gia tăng của các vệ tinh truyền thông trong những năm 2000 cho phép truyền tải kỹ thuật số công cộng mà không cần dây cáp. Công nghệ này dẫn tới truyền hình kỹ thuật số, GPS và radio vệ tinh qua thập niên 1990 và 2000.

Máy tính tiếp tục trở nên nhỏ hơn và mạnh hơn, đến mức người ta có thể dễ dàng mang theo. Trong những năm 1980 và 1990, máy tính xách tay được phát triển dưới dạng máy tính di động, và loại máy PDA có thể được sử dụng trong khi đứng hoặc đi bộ. Máy nhắn tin tồn tại từ những năm 1950, chủ yếu được thay thế bởi điện thoại di động bắt đầu vào cuối những năm 1990, cung cấp các tính năng mạng di động cho một số máy tính. Giờ đây trở nên thông dụng, công nghệ này được mở rộng cho máy ảnh kỹ thuật số và các thiết bị đeo trên người khác. Bắt đầu vào cuối những năm 1990, máy tính bảng và sau là điện thoại thông minh được kết hợp và mở rộng những khả năng tính toán, tính lưu động và chia sẻ thông tin.

Quang học

Truyền thông quang học đóng một vai trò quan trọng trong các mạng truyền thông.[18]Truyền thông quang học cung cấp cơ sở phần cứng cho công nghệ Internet, đặt nền móng cho cuộc cách mạng kỹ thuật số và kỷ nguyên thông tin.[19]

Trong thời gian làm việc tại Đại học Tohoku, kỹ sư người Nhật Nishizawa Jun-ichi đã đề xuất truyền thông sợi quang, bằng cách sử dụng sợi quang cho truyền thông quang học, vào năm 1963.[20] Nishizawa đã phát minh ra các công nghệ khác góp phần vào sự phát triển của truyền thông sợi quang, chẳng hạn như sợi quang chiết suất phân bậc đóng vai trò như một kênh truyền tải ánh sáng từ các laser bán dẫn.[21][22] Ông đã được cấp bằng sáng chế sợi quang chiết suất phân bậc vào năm 1964.[19] sợi quang mạch rắn cũng được Nishizawa phát minh vào năm 1964.[23]

Ba thành phần thiết yếu của truyền thông quang học do chính Nishizawa Jun-ichi tạo ra: laser bán dẫn (1957) là nguồn ánh sáng, sợi quang chiết suất phân bậc (1964) là đường truyền và PIN điốt quang (1950) là điểm tiếp nhận quang học.[19] Phát minh của Hayashi Izuo về laser bán dẫn sóng liên tục vào năm 1970 dẫn trực tiếp đến các nguồn sáng trong truyền thông sợi quang, máy in laze, đầu đọc mã vạch và ổ đĩa quang đã được các doanh nhân Nhật Bản thương mại hoá,[24] và mở ra lĩnh vực truyền thông quang học.[18]