عصر المعلومات

صنع الإنسان أدوات العد والحساب منذ القدم، مثل المعداد والإسطرلاب وجهاز قياس الوقت وأجهزة ضبط الوقت الميكانيكية. وبدأت تظهر أجهزة أكثر تعقيدًا في القرن السابع عشر، بما في ذلك المسطرة الحاسبة والآلات الحاسبة الميكانيكية . وبحلول أوائل القرن التاسع عشر، أنتجت الثورة الصناعية آلات حاسبة متاحة على نطاق واسع، مثل آلة الحساب وتقنية البطاقات المثقبة . اقترح تشارلز باباج حاسوبًا ميكانيكيًا متعدد الأغراض يُسمى المحرك التحليلي ، لكنه لم يُبنَ بنجاح، وطواه النسيان إلى حد كبير بحلول القرن العشرين، ولم يكن معروفًا لمعظم مخترعي الحواسيب الحديثة.

شهدت الثورة الصناعية الثانية ، في الربع الأخير من القرن التاسع عشر، تطور الدوائر الكهربائية المفيدة وجهاز التلغراف . وفي ثمانينيات القرن التاسع عشر، طور هيرمان هوليريث أجهزة جدولة وحساب كهروميكانيكية باستخدام البطاقات المثقبة ومعدات تسجيل الوحدات ، والتي انتشرت على نطاق واسع في قطاعي الأعمال والحكومة.

في غضون ذلك، استخدمت أنظمة حاسوبية تناظرية متنوعة أنظمة كهربائية أو ميكانيكية أو هيدروليكية لنمذجة المشكلات وحساب الحلول. وشملت هذه الأنظمة آلة التنبؤ بالمد والجزر التي تعود لعام 1872 ، ومحللات تفاضلية ، وآلات تقويم دائم ، وجهاز دلتا لإدارة المياه في هولندا، ومحللات شبكات للأنظمة الكهربائية، وآلات متنوعة لتوجيه المدافع والقنابل العسكرية. واستمر بناء الحواسيب التناظرية المتخصصة في مسائل محددة في أواخر الأربعينيات وما بعدها، مع جهاز فيرمياك لنقل النيوترونات، ومشروع سايكلون لتطبيقات عسكرية متنوعة، وآلة فيليبس للنمذجة الاقتصادية.

استنادًا إلى تعقيد جهازي Z1 و Z2 ، استخدم المخترع الألماني كونراد تسوزه الأنظمة الكهروميكانيكية لإكمال جهاز Z3 في عام 1941 ، وهو أول حاسوب رقمي قابل للبرمجة وآلي بالكامل في العالم. وخلال الحرب العالمية الثانية ، قام مهندسو الحلفاء بتصميم أجهزة كهروميكانيكية لفك تشفير آلة إنجما الألمانية. أُنجز جهاز هارفارد مارك 1 الكهروميكانيكي ذو النظام العشري في عام 1944، وقد طرأ عليه بعض التحسينات بفضل استلهامه من تصاميم تشارلز باباج.

في عام 1947، اخترع جون باردين ووالتر هاوزر براتين، أثناء عملهما تحت إشراف ويليام شوكلي في مختبرات بيل ، أول ترانزستور عامل ، وهو ترانزستور التلامس النقطي المصنوع من الجرمانيوم . ^{[ 8 ]} مهد هذا الاختراع الطريق أمام الحواسيب الرقمية الأكثر تطورًا . ومنذ أواخر الأربعينيات، طورت الجامعات والجيش والشركات أنظمة حاسوبية لمحاكاة وأتمتة العمليات الحسابية التي كانت تُجرى يدويًا، وكان حاسوب LEO أول حاسوب متعدد الأغراض متاح تجاريًا.

أصبحت الاتصالات الرقمية اقتصادية وقابلة للانتشار على نطاق واسع بعد اختراع الحاسوب الشخصي في سبعينيات القرن العشرين. يُنسب الفضل عمومًا إلى كلود شانون ، عالم الرياضيات في مختبرات بيل ، في وضع أسس الرقمنة في مقالته الرائدة عام 1948 بعنوان " نظرية رياضية للاتصالات" . ^{[ 9 ]}

في عام 1948، حصل باردين وبراتين على براءة اختراع لترانزستور ذي بوابة معزولة (IGFET) مزود بطبقة انعكاس. ويُشكل مفهومهما أساس تقنيتي CMOS وDRAM اليوم. ^{[ 10 ]} وفي عام 1957، تمكن فروتش وديريك في مختبرات بيل من تصنيع ترانزستورات ثاني أكسيد السيليكون المستوية، ^{[ 11 ]} وفي وقت لاحق، عرض فريق في مختبرات بيل ترانزستور MOSFET يعمل بكفاءة . ^{[ 12 ]} وحقق جاك كيلبي أول إنجاز هام في مجال الدوائر المتكاملة عام 1958. ^{[ 13 ]}

ومن بين التطورات التكنولوجية الهامة الأخرى اختراع شريحة الدائرة المتكاملة أحادية البنية على يد روبرت نويس في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات عام 1959، ^{[ 14 ]} والذي أصبح ممكناً بفضل عملية الطباعة المستوية التي طورها جان هورني . ^{[ 15 ]} وفي عام 1963، طُوِّرت تقنية أشباه الموصلات المعدنية التكميلية (CMOS) على يد تشيه-تانغ ساه وفرانك وانلاس في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات. ^{[ 16 ]} أما ترانزستور البوابة ذاتية المحاذاة ، الذي سهّل الإنتاج الضخم، فقد اخترعه روبرت باور في شركة هيوز للطائرات عام 1966 ^{، [ 17 ] [ 18 ]} وبشكل مستقل روبرت كيروين ودونالد كلاين وجون ساراس في مختبرات بيل. ^{[ 19 ]}

في عام 1962، نشرت شركة AT&T إشارة T-carrier لنقل الصوت الرقمي بتقنية تعديل الشفرة النبضية (PCM) لمسافات طويلة . حمل تنسيق T1 أربعًا وعشرين إشارة صوتية مُعدّلة بتقنية تعديل الشفرة النبضية ومُدمجة بتقسيم زمني، مُشفّرة كل منها في  تدفقات بيانات بسرعة 64 كيلوبت/ثانية، تاركةً 8  كيلوبت/ثانية من معلومات التأطير، مما سهّل عملية المزامنة وفك الدمج في جهاز الاستقبال. وعلى مدى العقود اللاحقة، أصبح تحويل الصوت إلى صيغة رقمية هو المعيار السائد في جميع مراحل النقل باستثناء المرحلة الأخيرة (حيث استمر استخدام الإشارات التناظرية حتى أواخر التسعينيات).

بعد تطوير رقائق الدوائر المتكاملة MOS في أوائل الستينيات، حققت هذه الرقائق كثافة ترانزستور أعلى وتكاليف تصنيع أقل من الدوائر المتكاملة ثنائية القطب بحلول عام 1964. وازدادت رقائق MOS تعقيدًا بمعدل تنبأ به قانون مور ، مما أدى إلى التكامل واسع النطاق (LSI) الذي يضم مئات الترانزستورات على رقاقة MOS واحدة بحلول أواخر الستينيات. وكان تطبيق رقائق MOS LSI في الحوسبة أساسًا لأولى المعالجات الدقيقة ، حيث بدأ المهندسون يدركون إمكانية احتواء معالج حاسوب كامل على رقاقة MOS LSI واحدة. ^{[ 20 ]} في عام 1968، حسّن المهندس فيديريكو فاجين من شركة فيرتشايلد تقنية MOS بتطويره رقاقة MOS ذات البوابة السيليكونية ، والتي استخدمها لاحقًا لتطوير معالج إنتل 4004 ، أول معالج دقيق أحادي الرقاقة. ^{[ 21 ]} أصدرته شركة إنتل في عام 1971، ووضع بذلك أسس ثورة الحواسيب الصغيرة التي بدأت في السبعينيات.

أدت تقنية أشباه الموصلات المعدنية (MOS) أيضًا إلى تطوير مستشعرات صور شبه موصلة مناسبة للكاميرات الرقمية . ^{[ 22 ]} كان أول مستشعر صور من هذا النوع هو جهاز اقتران الشحنة (CCD) ، الذي طوره ويلارد إس. بويل وجورج إي. سميث في مختبرات بيل عام 1969، ^{[ 23 ]} استنادًا إلى تقنية مكثفات أشباه الموصلات المعدنية (MOS) . ^{[ 22 ]}

تعرّف الجمهور لأول مرة على المفاهيم التي أدت إلى ظهور الإنترنت عندما تم إرسال رسالة عبر شبكة أربانت عام 1969. وقد طُوّرت شبكات تبديل الحزم ، مثل أربانت، ومارك 1 ، وسيكلاديس ، وشبكة ميريت ، وتيمينت ، وتيلينت ، في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات باستخدام مجموعة متنوعة من البروتوكولات . وقد أدت شبكة أربانت تحديدًا إلى تطوير بروتوكولات الربط الشبكي ، حيث يمكن ربط شبكات منفصلة متعددة في شبكة من الشبكات.

دعت حركة الأرض الكاملة في الستينيات إلى استخدام التكنولوجيا الجديدة. ^{[ 24 ]}

في سبعينيات القرن العشرين، ظهر الحاسوب المنزلي ، ^{[ 25 ]} والحواسيب ذات المشاركة الزمنية ، ^{[ 26 ]} وجهاز ألعاب الفيديو ، وأولى ألعاب الفيديو التي تعمل بقطع النقود، ^{[ 27 ] [ 28 ]} وبدأ العصر الذهبي لألعاب الفيديو في صالات الألعاب مع لعبة " غزاة الفضاء" . ومع انتشار التكنولوجيا الرقمية، وتحوّل حفظ السجلات من التناظري إلى الرقمي ليصبح المعيار الجديد في عالم الأعمال، شاع وصف وظيفي جديد نسبيًا، وهو مُدخل البيانات . وقد شُغل هذا المنصب من بين صفوف السكرتيرات والكاتبات في العقود السابقة، وكانت مهمة مُدخل البيانات تحويل البيانات التناظرية (سجلات العملاء، والفواتير، وما إلى ذلك) إلى بيانات رقمية.

في الدول المتقدمة، انتشرت الحواسيب انتشارًا واسعًا خلال ثمانينيات القرن العشرين، إذ دخلت المدارس والمنازل والشركات والمصانع. وقد ساهمت أجهزة الصراف الآلي ، والروبوتات الصناعية ، والمؤثرات البصرية الحاسوبية في الأفلام والتلفزيون، والموسيقى الإلكترونية ، وأنظمة لوحات الإعلانات ، وألعاب الفيديو، في ترسيخ ما أصبح يُعرف بروح العصر في تلك الحقبة. اشترى ملايين الأشخاص حواسيب منزلية، ما جعل أسماء شركات تصنيع الحواسيب الشخصية الرائدة، مثل آبل وكومودور وتاندي، معروفة على نطاق واسع. وحتى يومنا هذا، يُشار غالبًا إلى كومودور 64 باعتباره الحاسوب الأكثر مبيعًا على الإطلاق، حيث بيع منه 17 مليون وحدة (بحسب بعض التقديرات) ^{[ 29 ]} بين عامي 1982 و1994.

في عام 1984، بدأ مكتب الإحصاء الأمريكي بجمع بيانات حول استخدام الحواسيب والإنترنت في الولايات المتحدة؛ وأظهر مسحه الأول أن 8.2% من الأسر الأمريكية كانت تمتلك حاسوبًا شخصيًا في ذلك العام، وأن الأسر التي لديها أطفال دون سن 18 عامًا كانت أكثر عرضةً لامتلاك حاسوب بنسبة 15.3% (بينما كانت أسر الطبقة المتوسطة والعليا هي الأكثر عرضةً لامتلاك حاسوب بنسبة 22.9%). ^{[ 30 ]} وبحلول عام 1989، امتلكت 15% من الأسر الأمريكية حاسوبًا، ونحو 30% من الأسر التي لديها أطفال دون سن 18 عامًا. ^{[ 31 ]} وبحلول أواخر الثمانينيات، أصبحت العديد من الشركات تعتمد على الحواسيب والتكنولوجيا الرقمية.

ابتكرت شركة موتورولا أول هاتف محمول، وهو موتورولا داينا تاك ، في عام 1983. ومع ذلك، استخدم هذا الجهاز الاتصالات التناظرية - لم يتم بيع الهواتف المحمولة الرقمية تجاريًا حتى عام 1991، عندما بدأ فتح شبكة الجيل الثاني في فنلندا لتلبية الطلب غير المتوقع على الهواتف المحمولة الذي أصبح واضحًا في أواخر الثمانينيات.

توقعت مجلة Compute! أن تكون أقراص CD-ROM هي محور الثورة، حيث ستتمكن العديد من الأجهزة المنزلية من قراءة هذه الأقراص. ^{[ 32 ]}

تم ابتكار أول كاميرا رقمية حقيقية في عام 1988، وتم تسويق أولى الكاميرات في ديسمبر 1989 في اليابان وفي عام 1990 في الولايات المتحدة. ^{[ 33 ]} وبحلول أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تفوقت الكاميرات الرقمية على الأفلام التقليدية من حيث الشعبية.

تم اختراع الحبر والطلاء الرقميين أيضًا في أواخر الثمانينيات. تم استخدام نظام CAPS الخاص بشركة ديزني (الذي تم إنشاؤه عام 1988) في مشهد من فيلم The Little Mermaid عام 1989 وفي جميع أفلام الرسوم المتحركة الخاصة بهم بين فيلم The Rescuers Down Under عام 1990 وفيلم Home on the Range عام 2004 .

اخترع تيم بيرنرز لي شبكة الويب العالمية في عام 1989. ^{[ 34 ]} انتهى "عصر الويب 1.0" في عام 2005، بالتزامن مع تطور تقنيات أكثر تقدماً في بداية القرن الحادي والعشرين. ^{[ 35 ]}

كان أول بث تلفزيوني رقمي عالي الوضوح (HDTV) للجمهور هو بطولة كأس العالم لكرة القدم 1990 في يونيو من ذلك العام؛ حيث عُرضت في 10 دور سينما في إسبانيا وإيطاليا. مع ذلك، لم يصبح البث التلفزيوني عالي الوضوح معيارًا شائعًا خارج اليابان إلا في منتصف العقد الأول من الألفية الثانية.

أصبح الوصول إلى شبكة الإنترنت العالمية متاحًا للعامة عام 1991، بعد أن كان مقتصرًا على الحكومات والجامعات. ^{[ 36 ]} وفي عام 1993، قدّم مارك أندريسن وإريك بينا متصفح موزاييك ، أول متصفح ويب قادر على عرض الصور المضمنة ^{[ 37 ]} ، والذي شكّل الأساس لمتصفحات لاحقة مثل نتسكيب نافيغيتور وإنترنت إكسبلورر . وكان اتحاد ستانفورد الفيدرالي للائتمان أول مؤسسة مالية تُقدّم خدمات مصرفية عبر الإنترنت لجميع أعضائها في أكتوبر 1994. ^{[ 38 ]} وفي عام 1996، أصبح بنك أو بي فاينانشال غروب ، وهو أيضًا بنك تعاوني ، ثاني بنك إلكتروني في العالم والأول في أوروبا. ^{[ 39 ]} انتشر الإنترنت بسرعة في جميع أنحاء العالم، وبحلول عام 1996، أصبح جزءًا من الثقافة الجماهيرية ، حيث أدرجت العديد من الشركات مواقعها الإلكترونية في إعلاناتها. وبحلول عام 1999، كان لكل دولة تقريبًا اتصال بالإنترنت، وكان ما يقرب من نصف الأمريكيين وسكان العديد من الدول الأخرى يستخدمون الإنترنت بانتظام. ومع ذلك، طوال فترة التسعينيات، كان "الاتصال بالإنترنت" يتطلب إعدادات معقدة، وكان الاتصال الهاتفي هو نوع الاتصال الوحيد الذي يمكن للمستخدمين الأفراد تحمله؛ ولم تكن ثقافة الإنترنت الجماهيرية الحالية ممكنة.

في عام 1989، امتلكت حوالي 15% من جميع الأسر في الولايات المتحدة جهاز كمبيوتر شخصي. ^{[ 40 ]} أما بالنسبة للأسر التي لديها أطفال، فقد امتلكت ما يقرب من 30% جهاز كمبيوتر في عام 1989، وفي عام 2000، امتلكت 65% منها جهاز كمبيوتر.

أصبحت الهواتف المحمولة منتشرة على نطاق واسع مثل أجهزة الكمبيوتر بحلول أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، حتى أن دور السينما بدأت بعرض إعلانات تحث الناس على كتم صوت هواتفهم. كما أنها أصبحت أكثر تطوراً بكثير من هواتف التسعينيات، التي كان معظمها يقتصر على إجراء المكالمات أو يسمح في أحسن الأحوال بلعب ألعاب بسيطة.

أصبحت الرسائل النصية شائعة الاستخدام في جميع أنحاء العالم في أواخر التسعينيات، باستثناء الولايات المتحدة، حيث لم تصبح شائعة إلا في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.

أصبحت الثورة الرقمية عالمية حقًا في هذا الوقت أيضًا - فبعد أن أحدثت ثورة في المجتمع في العالم المتقدم في التسعينيات، انتشرت الثورة الرقمية إلى الجماهير في العالم النامي في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.

بحلول عام 2000، امتلكت غالبية الأسر الأمريكية جهاز كمبيوتر شخصي واحد على الأقل، واتصلت بالإنترنت في العام التالي. ^{[ 41 ]} وفي عام 2002، أفادت غالبية المشاركين في استطلاع رأي أُجري في الولايات المتحدة بامتلاكهم هاتفًا محمولًا. ^{[ 42 ]}

في أواخر عام 2005، بلغ عدد مستخدمي الإنترنت مليار شخص، ^{[ 43 ]} ووصل عدد مستخدمي الهواتف المحمولة حول العالم إلى 3 مليارات شخص بنهاية العقد. وأصبح البث التلفزيوني عالي الوضوح هو المعيار المعتمد في العديد من البلدان بنهاية العقد. وفي سبتمبر وديسمبر 2006، على التوالي، أصبحت لوكسمبورغ وهولندا أول دولتين تنتقلان كليًا من البث التلفزيوني التناظري إلى الرقمي . وفي سبتمبر 2007، أفادت غالبية المشاركين في استطلاع رأي في الولايات المتحدة بامتلاكهم خدمة إنترنت عريض النطاق في منازلهم. ^{[ 44 ]} ووفقًا لتقديرات شركة نيلسن لأبحاث الإعلام ، امتلكت حوالي 45.7 مليون أسرة أمريكية في عام 2006 (أي ما يقارب 40% من إجمالي 114.4 مليون أسرة تقريبًا) جهاز ألعاب فيديو منزليًا مخصصًا ، ^{[ 45 ] [ 46 ]} وبحلول عام 2015، بلغت نسبة الأسر الأمريكية التي تمتلك جهاز ألعاب فيديو منزليًا مخصصًا 51%، وذلك وفقًا لتقرير سنوي صادر عن جمعية برامج الترفيه . ^{[ 47 ] [ 48 ]} بحلول عام 2012، تجاوز عدد مستخدمي الإنترنت ملياري شخص، أي ضعف عدد مستخدميه في عام 2007. ودخلت الحوسبة السحابية حيز الاستخدام الشائع بحلول أوائل العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين. في يناير 2013، أفادت غالبية المشاركين في استطلاع رأي في الولايات المتحدة بامتلاكهم هاتفًا ذكيًا . ^{[ 49 ]} وبحلول عام 2016، كان نصف سكان العالم متصلين بالإنترنت، ^{[ 50 ]} وبحلول عام 2020، ارتفع هذا العدد إلى 67%. ^{[ 51 ]}   

في عام 1945، قام فريمونت رايدر بحساب أن توسعة المكتبة ستتضاعف كل 16 عامًا حيثما توفرت مساحة كافية. ^{[ 61 ]} وقد دعا إلى استبدال المطبوعات الضخمة والمتآكلة بصور فوتوغرافية مصغرة على شكل ميكروفيلم ، والتي يمكن نسخها عند الطلب لرواد المكتبة والمؤسسات الأخرى.

لم يتوقع رايدر، مع ذلك، التكنولوجيا الرقمية التي ستظهر بعد عقود لتحل محل الوسائط الرقمية في التصوير والتخزين والنقل ، مما سيُتيح زيادات هائلة في سرعة نمو المعلومات من خلال تقنيات رقمية مؤتمتة ، وربما بدون فقدان للبيانات . وبناءً على ذلك، ينص قانون مور، الذي صيغ حوالي عام 1965، على أن عدد الترانزستورات في الدائرة المتكاملة عالية الكثافة يتضاعف تقريبًا كل عامين. ^{[ 62 ] [ 63 ]}

بحلول أوائل ثمانينيات القرن العشرين، ومع تحسن قدرات الحوسبة ، أتاح انتشار أجهزة الكمبيوتر الشخصية الأصغر حجماً والأقل تكلفة الوصول الفوري إلى المعلومات وإمكانية مشاركتها وتخزينها . كما مكّن الاتصال بين أجهزة الكمبيوتر داخل المؤسسات من الوصول إلى كميات أكبر من المعلومات.

لقد نمت القدرة التكنولوجية العالمية على تخزين المعلومات من 2.6 إكسابايت ( مضغوطة بشكل مثالي ) في عام 1986 إلى 15.8 إكسابايت في عام 1993؛ وأكثر من 54.5 إكسابايت في عام 2000؛ وإلى 295 إكسابايت (مضغوطة بشكل مثالي) في عام 2007. ^{[ 52 ] [ 65 ]} وهذا يعادل معلومات أقل من قرص مضغوط واحد سعة 730 ميجابايت لكل شخص في عام 1986 (539 ميجابايت لكل شخص)؛ وحوالي أربعة أقراص مضغوطة لكل شخص في عام 1993؛ واثني عشر قرصًا مضغوطًا لكل شخص في عام 2000؛ وحوالي واحد وستين قرصًا مضغوطًا لكل شخص في عام 2007. ^{[ 52 ]} تشير التقديرات إلى أن قدرة العالم على تخزين المعلومات قد وصلت إلى 5 زيتابايت في عام 2014، ^{[ 53 ]} وهو ما يعادل معلومات 4500 رزمة من الكتب المطبوعة من الأرض إلى الشمس . 

يبدو أن كمية البيانات الرقمية المخزنة تنمو بشكل أُسّي تقريبًا ، على غرار قانون مور . وبناءً على ذلك، ينص قانون كرايدر على أن مساحة التخزين المتاحة تنمو بشكل أُسّي تقريبًا. ^{[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] [ 63 ]}

بلغت القدرة التكنولوجية العالمية على استقبال المعلومات عبر شبكات البث أحادية الاتجاه 432 إكسابايت من المعلومات ( المضغوطة بشكل مثالي ) في عام 1986؛ و715 إكسابايت (المضغوطة بشكل مثالي) في عام 1993؛ و1.2 زيتابايت (المضغوطة بشكل مثالي) في عام 2000؛ و1.9 زيتابايت في عام 2007، وهو ما يعادل معلومات 174 صحيفة للفرد يوميًا. ^{[ 52 ]}

بلغت القدرة الفعلية لتبادل المعلومات عبر شبكات الاتصالات ثنائية الاتجاه في العالم 281 بيتابايت من المعلومات (المضغوطة على النحو الأمثل) عام 1986، و471 بيتابايت عام 1993، و2.2 إكسابايت (المضغوطة على النحو الأمثل) عام 2000، و65 إكسابايت (المضغوطة على النحو الأمثل) عام 2007، أي ما يعادل ست صحف للفرد يوميًا. ^{[ 52 ]} في تسعينيات القرن الماضي، أدى انتشار الإنترنت إلى قفزة نوعية في الوصول إلى المعلومات وإمكانية مشاركتها في الشركات والمنازل على مستوى العالم. فقد انخفض سعر جهاز الكمبيوتر الذي كان يُباع بـ3000 دولار عام 1997 إلى 2000 دولار بعد عامين، ثم إلى 1000 دولار في العام التالي، وذلك بفضل التطور التكنولوجي السريع.

ارتفعت القدرة التكنولوجية العالمية على معالجة المعلومات باستخدام الحواسيب العامة الموجهة بشريًا من 3.0 × 10⁸ ^{مليون عملية حسابية في} الثانية (MIPS) عام 1986، إلى 4.4 × 10⁹ ^مليون عملية حسابية في الثانية عام 1993؛ إلى 2.9 × 10¹¹ ^مليون عملية حسابية في الثانية عام 2000؛ إلى 6.4 × 10¹² ^مليون عملية حسابية في الثانية عام 2007. ^{[ 52 ]} وذكرت مقالة نُشرت في مجلة " اتجاهات في علم البيئة والتطور" عام 2016 ما يلي: ^{[ 53 ]}

لقد تجاوزت التكنولوجيا الرقمية القدرة الإدراكية لأي إنسان بشكل كبير، وذلك قبل عقد من الزمن مما كان متوقعًا. وفيما يتعلق بالقدرة، هناك معياران أساسيان: عدد العمليات التي يمكن للنظام تنفيذها، وكمية المعلومات التي يمكن تخزينها. يُقدّر عدد العمليات العصبية في الدماغ البشري في الثانية الواحدة ما بين 10 ^{^15} و10^ ^{17 عملية. ورغم أن هذا الرقم مثير للإعجاب، إلا أن} الحواسيب العامة في عام 2007 كانت قادرة على تنفيذ ما يزيد عن 10^ ¹⁸ عملية في الثانية. وتشير التقديرات إلى أن سعة تخزين الدماغ البشري تبلغ حوالي 10 ^{^12} بايت. وعلى أساس نصيب الفرد، فإن سعة التخزين الرقمي الحالية تُعادل ذلك (5 × 10^ ²¹ بايت لكل 7.2 × 10^ ⁹ شخص).

يمكن اعتبار الشفرة الوراثية جزءًا من ثورة المعلومات. فمع حوسبة التسلسل الجيني، أصبح بالإمكان عرض الجينوم ومعالجته كبيانات. بدأ هذا مع تسلسل الحمض النووي ، الذي ابتكره والتر جيلبرت وآلان ماكسام ^{[ 69 ]} في الفترة 1976-1977، ثم فريدريك سانجر في عام 1977، وتطور باطراد مع مشروع الجينوم البشري ، الذي وضع جيلبرت فكرته الأولية، وأخيرًا، التطبيقات العملية للتسلسل، مثل اختبار الجينات ، بعد اكتشاف شركة مايراد جينيتكس لطفرة جين BRCA1 المسببة لسرطان الثدي. وقد ازداد حجم بيانات التسلسل في بنك الجينات (GenBank) من 606 تسلسلات جينومية مسجلة في ديسمبر 1982 إلى 231 مليون جينوم في أغسطس 2021. كما تم تسجيل  13 تريليون تسلسل غير مكتمل إضافي في قاعدة بيانات تسلسل الجينوم الكامل (Whole Genome Shotgun) اعتبارًا من أغسطس 2021. وتتضاعف المعلومات الواردة في هذه التسلسلات المسجلة كل 18 شهرًا. ^{[ 70 ]} 

لقد أثر عصر المعلومات على القوى العاملة بعدة طرق، منها إجبار العاملين على التنافس في سوق عمل عالمي . ومن أبرز المخاوف استبدال العمل البشري بالحواسيب التي تستطيع أداء مهامها بسرعة وكفاءة أكبر، مما يخلق وضعًا يُجبر فيه الأفراد الذين يؤدون مهامًا يُمكن أتمتتها بسهولة على البحث عن عمل لا يُمكن الاستغناء فيه عن عملهم بسهولة. ^{[ 93 ]} ويُشكل هذا الأمر مشكلة خاصة لسكان المدن الصناعية ، حيث تتضمن الحلول عادةً تقليل ساعات العمل ، وهو ما يُقابل غالبًا بمقاومة شديدة. وبالتالي، قد يُضطر الأفراد الذين يفقدون وظائفهم إلى الترقّي إلى مهن أكثر أهمية (مثل المهندسين والأطباء والمحامين والمعلمين والأساتذة والعلماء والمديرين التنفيذيين والصحفيين والمستشارين )، القادرين على المنافسة بنجاح في السوق العالمية والحصول على أجور (عالية نسبيًا).

إلى جانب الأتمتة، بدأت الوظائف المرتبطة تقليديًا بالطبقة المتوسطة (مثل خطوط التجميع ، ومعالجة البيانات ، والإدارة، والإشراف ) بالاختفاء نتيجةً للاستعانة بمصادر خارجية. ^{[ 94 ]} ونظرًا لعدم قدرتهم على منافسة نظرائهم في الدول النامية ، فإن عمال الإنتاج والخدمات في المجتمعات ما بعد الصناعية (أي المتقدمة) إما أن يفقدوا وظائفهم من خلال الاستعانة بمصادر خارجية، أو يقبلوا بتخفيضات في الأجور، أو يرضوا بوظائف خدمية منخفضة المهارة والأجر . ^{[ 94 ]} في الماضي، كان المصير الاقتصادي للأفراد مرتبطًا بمصير دولهم. على سبيل المثال، كان العمال في الولايات المتحدة يتقاضون أجورًا جيدة مقارنةً بنظرائهم في الدول الأخرى. مع ظهور عصر المعلومات وتحسن الاتصالات، لم يعد هذا هو الحال، إذ يتعين على العمال الآن التنافس في سوق عمل عالمي ، حيث أصبحت الأجور أقل اعتمادًا على نجاح أو فشل الاقتصادات الفردية. ^{[ 94 ]}

في سياق عولمة القوى العاملة ، أتاح الإنترنت فرصًا متزايدة في الدول النامية ، مما مكّن العاملين فيها من تقديم خدمات مباشرة، وبالتالي التنافس مباشرة مع نظرائهم في الدول الأخرى. وتترجم هذه الميزة التنافسية إلى فرص أكبر وأجور أعلى. ^{[ 95 ]}

أثر عصر المعلومات على القوى العاملة، إذ أدت الأتمتة والحوسبة إلى زيادة الإنتاجية ، مصحوبةً بفقدان صافٍ للوظائف في قطاع التصنيع. ففي الولايات المتحدة، على سبيل المثال، انخفض عدد العاملين في قطاع التصنيع من 17,500,000 إلى 11,500,000 عامل في الفترة من يناير 1972 إلى أغسطس 2010، بينما ارتفعت قيمة التصنيع بنسبة 270%. ^{[ 96 ]} ورغم أنه بدا في البداية أن فقدان الوظائف في القطاع الصناعي قد يُعوَّض جزئيًا بالنمو السريع للوظائف في تكنولوجيا المعلومات، إلا أن الركود الاقتصادي الذي حدث في مارس 2001 نذر بانخفاض حاد في عدد الوظائف في هذا القطاع. واستمر هذا النمط من انخفاض الوظائف حتى عام 2003، ^{[ 97 ]} وقد أظهرت البيانات أن التكنولوجيا، بشكل عام، تخلق وظائف أكثر مما تُفقد، حتى على المدى القصير. ^{[ 98 ]}

أصبحت الصناعة أكثر اعتمادًا على المعلومات وأقل اعتمادًا على العمالة ورأس المال . وقد ترتب على ذلك آثارٌ بالغة الأهمية على القوى العاملة ، إذ ازداد إنتاج العمال مع انخفاض قيمة عملهم. أما بالنسبة لنظام الرأسمالية نفسه، فتنخفض قيمة العمل وترتفع قيمة رأس المال .

في النموذج الكلاسيكي ، تُعدّ الاستثمارات في رأس المال البشري والمالي مؤشرات مهمة لأداء أي مشروع جديد . ^{[ 99 ]} ومع ذلك، وكما أثبت مارك زوكربيرج وفيسبوك، يبدو الآن أنه من الممكن لمجموعة من الأشخاص ذوي الخبرة المحدودة ورأس المال المحدود أن يحققوا نجاحًا واسع النطاق. ^{[ 100 ]}

يمكن ربط بداية عصر المعلومات بتطور تقنية الترانزستور . ^{[ 2 ]} وقد وضع يوليوس إدغار ليليينفيلد النظرية الأولى لمفهوم ترانزستور تأثير المجال في عام 1925. ^{[ 101 ]} وكان أول ترانزستور عملي هو ترانزستور التلامس النقطي ، الذي اخترعه المهندسان والتر هاوزر براتين وجون باردين أثناء عملهما مع ويليام شوكلي في مختبرات بيل عام 1947. وقد شكّل هذا إنجازًا رائدًا وضع أسس التكنولوجيا الحديثة. ^{[ 2 ]} كما اخترع فريق شوكلي البحثي ترانزستور الوصلة ثنائية القطب في عام 1952. ^{[ 102 ] [ 101 ]} يُعد ترانزستور تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOSFET) أكثر أنواع الترانزستورات استخدامًا ، وقد اخترعه محمد م. عطا الله وداوون كانغ في مختبرات بيل عام 1960. ^{[ 103 ]} طُوّرت عملية تصنيع أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة التكميلية (CMOS) بواسطة فرانك وانلاس وتشيه تانغ ساه في عام 1963. ^{[ 104 ]}

قبل ظهور الإلكترونيات ، صُممت الحواسيب الميكانيكية ، مثل المحرك التحليلي عام 1837، لتوفير عمليات حسابية رياضية روتينية وقدرات بسيطة لاتخاذ القرارات. ودفعت الاحتياجات العسكرية خلال الحرب العالمية الثانية إلى تطوير أولى الحواسيب الإلكترونية، القائمة على الصمامات المفرغة ، بما في ذلك Z3 ، وحاسوب أتاناسوف-بيري ، وحاسوب كولوسوس ، و ENIAC .

لقد مكّن اختراع الترانزستور من ظهور عصر الحواسيب المركزية (من الخمسينيات إلى السبعينيات)، والتي كان من أبرزها جهاز IBM 360. وقد وفرت هذه الحواسيب الكبيرة التي بحجم غرفة معالجة البيانات وحسابها بسرعة تفوق بكثير ما يمكن أن يفعله الإنسان، ولكنها كانت باهظة الثمن من حيث الشراء والصيانة، لذلك اقتصر استخدامها في البداية على عدد قليل من المؤسسات العلمية والشركات الكبيرة والوكالات الحكومية.

اخترع جاك كيلبي الدائرة المتكاملة المصنوعة من الجرمانيوم في شركة تكساس إنسترومنتس عام 1958. ^{[ 105 ]} ثم اخترع روبرت نويس الدائرة المتكاملة المصنوعة من السيليكون عام 1959 في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات ، باستخدام عملية الطباعة المستوية التي طورها جان هورني ، والذي كان بدوره يعتمد على طريقة تخميل سطح السيليكون التي طورها محمد عطا الله في مختبرات بيل عام 1957. ^{[ 106 ] [ 107 ]} بعد اختراع ترانزستور MOS بواسطة محمد عطا الله وداوون كانغ في مختبرات بيل عام 1959، ^{[ 103 ]} طور فريد هايمان وستيفن هوفشتاين الدائرة المتكاملة MOS في شركة آر سي إيه عام 1962. ^{[ 108 ]} ثم طور فيديريكو فاجين الدائرة المتكاملة MOS ذات البوابة السيليكونية في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات عام 1968. ^{[ 109 ]} مع ظهور ترانزستور MOS و MOS لقد تحسنت تقنية الدوائر المتكاملة والترانزستورات بسرعة ، وزادت نسبة قوة الحوسبة إلى الحجم بشكل كبير، مما أتاح الوصول المباشر إلى أجهزة الكمبيوتر لمجموعات أصغر من الناس.

أُطلق أول معالج دقيق تجاري أحادي الشريحة في عام 1971، وهو معالج Intel 4004 ، الذي طوره فيديريكو فاجين باستخدام تقنية الدوائر المتكاملة MOS ذات البوابة السيليكونية، بالتعاون مع مارسيان هوف ، وماساتوشي شيما، وستان مازور . ^{[ 110 ] [ 111 ]}

إلى جانب أجهزة الألعاب الإلكترونية وأجهزة ألعاب الفيديو المنزلية التي ابتكرها نولان بوشنيل في سبعينيات القرن الماضي، أتاح تطوير الحواسيب الشخصية مثل كومودور بي إي تي وآبل 2 (كلاهما في عام 1977) للأفراد إمكانية الوصول إلى الحواسيب. ومع ذلك، كان تبادل البيانات بين الحواسيب الفردية إما معدومًا أو يدويًا إلى حد كبير، باستخدام البطاقات المثقبة والشريط المغناطيسي في البداية ، ثم الأقراص المرنة لاحقًا .

استندت التطورات الأولى لتخزين البيانات في البداية إلى الصور الفوتوغرافية، بدءًا من التصوير المجهري عام 1851، ثم الميكروفيلم في عشرينيات القرن العشرين، والذي أتاح تخزين الوثائق على الفيلم، مما جعلها أكثر إحكامًا. وقد طُوّرت نظرية المعلومات المبكرة ورموز هامينغ حوالي عام 1950، لكنها انتظرت ابتكارات تقنية في نقل البيانات وتخزينها لتُستغلّ استغلالًا كاملًا.

طُوِّرت ذاكرة النواة المغناطيسية بناءً على أبحاث فريدريك دبليو فيهي عام 1947 وآن وانغ في جامعة هارفارد عام 1949. ^{[ 112 ] [ 113 ]} ومع ظهور ترانزستور MOS، طوّر جون شميدت ذاكرة أشباه الموصلات MOS في شركة فيرتشايلد لأشباه الموصلات عام 1964. ^{[ 114 ] [ 115 ]} وفي عام 1967، وصف داوون كانغ وسيمون سزي في مختبرات بيل كيفية استخدام البوابة العائمة لجهاز أشباه الموصلات MOS كخلية في ذاكرة القراءة فقط القابلة لإعادة البرمجة (ROM). ^{[ 116 ]} وبعد اختراع ذاكرة الفلاش على يد فوجيو ماسوكا في شركة توشيبا عام 1980، ^{[ 117 ] [ 118 ]} قامت توشيبا بتسويق ذاكرة فلاش NAND عام 1987. ^{[ 119 ] [ 116 ]}

طُوّرت كابلات الأسلاك النحاسية التي تنقل البيانات الرقمية، والتي تربط محطات الحاسوب وملحقاتها بالحواسيب المركزية، وأنظمة تبادل الرسائل الخاصة المؤدية إلى البريد الإلكتروني، لأول مرة في ستينيات القرن العشرين. وبدأ الربط الشبكي المستقل بين أجهزة الحاسوب مع شبكة أربانت (ARPANET) عام 1969، ثم توسع ليصبح الإنترنت (الذي صِيغ مصطلحه عام 1974). وتحسّن الوصول إلى الإنترنت مع اختراع شبكة الويب العالمية (WWW ) عام 1991. وأدى التوسع في السعة الناتج عن تقنية تقسيم الموجة الكثيفة (DVDM) ، والتضخيم البصري ، والشبكات الضوئية في منتصف التسعينيات إلى معدلات نقل بيانات قياسية. وبحلول عام 2018، كانت الشبكات الضوئية تنقل بشكل روتيني 30.4 تيرابت/ثانية عبر زوج من الألياف الضوئية، وهو ما يعادل 1.2 مليون بث فيديو عالي الدقة 4K متزامن. ^{[ 120 ]} 

أدى تصغير حجم ترانزستورات MOSFET ، وهو التصغير السريع لهذه الترانزستورات بمعدل تنبأ به قانون مور ، ^{[ 121 ]} إلى تصغير حجم أجهزة الكمبيوتر وزيادة قوتها، حتى أصبحت قابلة للحمل. خلال ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، طُوّرت أجهزة الكمبيوتر المحمولة كنوع من أجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأصبح بالإمكان استخدام المساعدات الرقمية الشخصية (PDAs) أثناء الوقوف أو المشي. أما أجهزة النداء ، التي كانت شائعة الاستخدام في ثمانينيات القرن الماضي، فقد حلت محلها الهواتف المحمولة إلى حد كبير بدءًا من أواخر التسعينيات، مما وفر ميزات الشبكات المتنقلة لبعض أجهزة الكمبيوتر. واليوم، أصبحت هذه التقنية شائعة، وتمتد لتشمل الكاميرات الرقمية وغيرها من الأجهزة القابلة للارتداء. وبدءًا من أواخر التسعينيات، جمعت الأجهزة اللوحية ، ثم الهواتف الذكية، هذه القدرات في الحوسبة والتنقل ومشاركة المعلومات، ووسعتها. أدت مستشعرات الصور المصنوعة من أشباه الموصلات المعدنية المؤكسدة (MOS) ، والتي بدأت بالظهور في أواخر الستينيات، إلى الانتقال من التصوير التناظري إلى الرقمي ، ومن الكاميرات التناظرية إلى الرقمية، خلال الثمانينيات والتسعينيات. أكثر مستشعرات الصور شيوعًا هي مستشعر جهاز اقتران الشحنة (CCD) ومستشعر البكسل النشط CMOS (مستشعر CMOS ).

تتيح الورقة الإلكترونية ، التي تعود أصولها إلى سبعينيات القرن الماضي، ظهور المعلومات الرقمية كوثائق ورقية.

بحلول عام 1976، تسابقت عدة شركات لإطلاق أول أجهزة حاسوب شخصية تجارية ناجحة حقًا. صدرت ثلاثة أجهزة، هي Apple II و Commodore PET 2001 و TRS-80، في عام 1977، ^{[ 122 ]} وأصبحت الأكثر شعبية بحلول أواخر عام 1978. ^{[ 123 ]} لاحقًا، أشارت مجلة Byte إلى شركات Commodore وApple وTandy باسم "ثالوث 1977". ^{[ 124 ]} وفي عام 1977 أيضًا، أصدرت شركة Sord Computer Corporation جهاز Sord M200 Smart Home Computer في اليابان. ^{[ 125 ]}

أبل 2

قام ستيف وزنياك (المعروف باسم "ووز")، وهو زائر منتظم لاجتماعات نادي هواة الكمبيوتر ، بتصميم جهاز كمبيوتر Apple I أحادي اللوحة وعرضه لأول مرة هناك. وبعد حصوله على المواصفات وطلبية لـ 100 جهاز بسعر 500 دولار أمريكي للجهاز الواحد من متجر Byte Shop ، أسس ووز وصديقه ستيف جوبز شركة Apple Computer .

تم بيع حوالي 200 جهاز قبل أن تعلن الشركة عن جهاز Apple II كحاسوب متكامل. كان مزودًا برسومات ملونة ، ولوحة مفاتيح QWERTY كاملة، وفتحات داخلية للتوسعة، مثبتة في علبة بلاستيكية عالية الجودة ذات تصميم انسيابي. كانت الشاشة وأجهزة الإدخال/الإخراج تُباع بشكل منفصل. كان نظام التشغيل الأصلي لجهاز Apple II عبارة عن مترجم لغة BASIC مدمج في ذاكرة ROM. أُضيف نظام Apple DOS لدعم محرك الأقراص المرنة؛ وكان آخر إصدار منه هو "Apple DOS 3.3".

بسبب سعره المرتفع وافتقاره إلى لغة BASIC ذات الفاصلة العائمة ، بالإضافة إلى قلة منافذ البيع بالتجزئة، تأخرت مبيعاته عن أجهزة ترينيتي الأخرى حتى عام 1979، حين تفوق على جهاز PET. ثم تراجع إلى المركز الرابع عندما طرحت شركة أتاري حواسيبها ذات 8 بت . ^{[ 126 ]}

على الرغم من بطء المبيعات الأولية، إلا أن عمر جهاز Apple II كان أطول بنحو ثماني سنوات من الأجهزة الأخرى، وبالتالي حقق أعلى إجمالي مبيعات. وبحلول عام 1985،  بيع منه 2.1 مليون جهاز، وشُحن أكثر من 4 ملايين جهاز Apple II بحلول نهاية إنتاجه في عام 1993. ^{[ 127 ]}

تلعب الاتصالات الضوئية دورًا حاسمًا في شبكات الاتصالات . فهي توفر العمود الفقري لنقل البيانات لشبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية وشبكات الحاسوب التي تقوم عليها شبكة الإنترنت، والتي تُعدّ أساس الثورة الرقمية وعصر المعلومات.

تُعدّ الألياف الضوئية وتضخيم الضوء ( المضخم الضوئي ) التقنيتين الأساسيتين . في عام 1953، أثبت برام فان هيل إمكانية نقل الصور عبر حزم من الألياف الضوئية ذات غلاف شفاف. وفي العام نفسه، نجح هارولد هوبكنز وناريندر سينغ كاباني في إمبريال كوليدج في صنع حزم لنقل الصور تضم أكثر من 10000 ليف ضوئي، وحققا لاحقًا نقل الصور عبر  حزمة طولها 75 سم تضم آلاف الألياف.

اخترع غوردون غولد المضخم البصري والليزر ، وأسس أيضًا أول شركة اتصالات بصرية، وهي شركة أوبتليكوم ، لتصميم أنظمة الاتصالات. وكانت الشركة شريكًا مؤسسًا في شركة سيينا ، المشروع الذي ساهم في انتشار المضخم البصري من خلال تقديم أول نظام لتقسيم الموجات الكثيفة . ^{[ 128 ]} وقد برزت هذه التقنية للاتصالات واسعة النطاق كأساس مشترك لجميع شبكات الاتصالات. ^{[ 129 ]} وبالتالي، أصبحت ركيزة أساسية لعصر المعلومات. ^{[ 130 ] [ 131 ]}