Máy tính lớn (mainframe) và máy tính mini và máy vi tính

• Những hệ thống máy tính lớn có thể được tìm thấy tại nơi cần xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ như ngân hàng, trạm khí tượng thủy văn, trạm điều hành các chuyến bay vũ trụ,... Những cỗ máy mạnh mẽ này sử dụng đồng thời nhiều bộ nhớ có tốc độ rất cao. Máy tính lớn có tập hợp chỉ thị phức tạp hơn để thực hiện xử lý dữ liệu nhanh chóng hơn. Khi máy tính nhỏ muốn thực hiện một động tác cụ thể nào đó phải thi hành qua nhiều chỉ thị còn máy tính lớn chỉ cần một chỉ thị là đã hoàn thành động tác.
• Máy tính lớn có hai loại: máy tính kỹ thuật số và máy tính tương tự. Máy tính kỹ thuật số, hay thường được biết đến với cái tên máy tính đa năng, chiếm khoảng 90% số lượng máy tính lớn đang sử dụng hiện nay. Sở dĩ nó mang tên kỹ thuật số là bởi vì dữ liệu đưa vào máy được cấu thành từ một dãy số theo hệ cơ số 2 (là số 0 hoặc số 1). Máy tính kỹ thuật số giống như một cỗ máy tính tiền khổng lồ ở chỗ nó có thể thực hiện tính toán theo từng bước, bước này tiếp đến bước kia với tốc độ ghê gớm và độ chính xác cao. Việc lập trình máy tính kỹ thuật số hiện trở nên thông dụng nhất trong xử lý dữ liệu điện tử nhằm mục đích kinh doanh và thống kê. Máy tính tương tự hoạt động na ná như đồng đo tốc độ của xe ô tô, ở chỗ nó thực hiện tính toán một cách liên tục. Máy tính tương tự chủ yếu được dùng để giải các bài toán có liên quan đến phép đo lường. Nó có thể mô phỏng, hoặc bắt chước những kiểu đo lường khác nhau bằng phương tiện điện tử. Cả hai loại máy tính – máy tính kỹ thuật số và máy tính tương tự - đều được cấu thành từ các linh kiện điện tử nhiều đến mức phải cần đến một căn phòng lớn mới chứa hết chúng. Ngày nay, máy tính kỹ thuật số có khả năng làm bất cứ công việc nào mà trước đây máy tính tương tự đã từng làm. Hơn nữa, nó lại rất dễ lập trình, đồng thời vận hành với giá rẻ hơn. Giờ đây người ta đã sản xuất một dạng hệ thống máy tính khoa học mới gọi là máy tính lai, kết quả hợp cả hai loại máy tính nói trên thành một.
• Cho đến giữa thập kỷ 60, máy tính kỹ thuật số rất cồng kềnh và đắt tiền. Thế nhưng, điều mà người sử dụng thực sự cần đến là máy tính có công suất thấp hơn, dung lương nhỏ hơn, và không có quá nhiều thiết bị ngoại vi. Nhu cầu này đã được đáp ứng phần nào nhờ sự cải tiến nhanh chóng trong khả năng thi hành của các thiết bị bán dẫn (tran-zi-to), và sự giảm bớt khó tin về kích thước, giá cả và công suất tất cả những yếu tố này đã dẫn đến việc thiết kế máy tính mini. Mặc dù không có định nghĩa chính xác về máy tính mini, nhưng thông thường nó được xem là máy tính có kích thước khá nhỏ, có độ dài từ cố định giữa 8 và 32 bít, có bộ xử lý trung tâm trị giá không đến 100.000 USD.
• Vì càng ngày nhu cầu sử dụng máy tính mini trong xử lý thời gian thực càng cao, nên thường thì người ta cung cấp chúng cùng với các hệ điều hành chuyên thực hiện mục đích này. Ví dụ hầu hết các nmáy tính mini đều có đặc tính ngắt, cho phép ngắt một chương trình khi chúng nhận được tín hiệu đặc biệt cho biết biến cố bên ngoài nào đó xảy ra. Lúc biến cố ngắt xảy ra máy tính lưu trữ đủ thông tin về công việc đang xử lý để có thể tiếp tục hoạt động sau khi đã phản hồi biến cố ngắt. Do hệ thống máy tính mini được sử dụng thường xuyên trong các ứng dụng thời gian thực, nên những khía cạnh khác về mặt thiết kế của chúng đã có nhiều thay đổi.
• Những năm đầu thập kỷ 70 đã chứng kiến sự ra đời của máy vi tính – microcomputer, gọi tắt là micro. Bộ xử lý trung tâm của máy vi tính gọi là bộ vi xử lý, được chế tạo dưới dạng thiết bị bán đẫn đơn lẻ; có nghĩa là, hàng ngàn phần tử mạch cá thể cần thiết để thi hành mọi hàm số học và hàm logic của một máy tính được chế tạo thành một chip (mạch tích hợp) đơn. Một hệ thống vi mạch hoàn chỉnh gồm có một bộ vi xử lý, bộ nhớ và thiết bi ngoại vi. Bộ xử lý, bộ nhớ và các bộ phận điện tử điều khiển thiết bị ngoai vi thường được lắp đặt chung với nhau trên một hoặc vài bảng mạch in. Thông thường, các tập hợp lệnh của máy vi tính hơi có phần đơn giản và kém linh hoạt hơn máy tính mini, và chậm hơn rất nhiều.
• Giá cả cực thấp của máy vi tính đã mở ra những kỷ nguyên hoàn toàn mới của lĩnh vực ứng dụng máy tính. Do giá rẻ không ngờ, hiện nay đã có thể dùng chỉ một phần nhỏ khả năng của máy tính trong một ứng dụng hệ thống cụ thể mà vẫn có lợi về mặt tài chính vượt xa bất kỳ các hình thức nào khác giúp hoàn thành cùng loại công việc. Con người chưa đạt đến giới hạn dành cho các ứng dụng của máy vi tính. Thị trường máy tính giải trí cho gia đình sẽ phát triển thành ngành kinh doanh nhiều tỷ đô la trong vòng một thập kỷ tới. Có những dự báo là hiệu suất của máy vi tính sẽ tăng gấp mười lần, trong khi giá máy có khả năng giảm xuống từng ấy lần.
• Trong năm 1952, một công ty điện toán lớn đã ra một quyết định từ bỏ công việc chế tạo các máy tính lớn. Họ tin rằng chỉ có một thị trường với bốn máy tính lớn trên toàn thế giới. Công ty đó là IBM (International Business Machines) và họ đã có những chiến lược mới. Trong năm 1980, IBM đã quả quyết rằng có một thị trường cho 250 nghìn PC (Personal Computer). Chiếc máy đầu tiên được đưa ra bán trong năm 1981 và đặt một tiêu chuẩn trên toàn thế giới cho tính tương thích IBM. Khi IBM tìm kiếm nơi cung cấp hệ điều hành cho các máy tính, đầu tiên họ đã thất bại với công ty Digital Research - người đứng đầu về cung cấp hệ điều hành cho thị trường. IBM đã có một cuộc hội ngộ lịch sử với công ty Microsoft với vai trò điều hành của Bill Gates lúc đó mới 25 tuổi. Bill Gates lập nên công ty Microsoft trên cơ sở phát triển hệ điều hành MS-DOS, hệ điều hành đầu tiên cho các IBM PC.
• Máy tính IBM PC thế hệ đầu tiên có một bộ nhớ nhỏ với 16Kb nhưng nó có thể được nâng cấp lên 512Kb. Mười năm sau, IBM đã tạo các PC với 16Mb bộ nhớ, có thể mở rộng tới 64Mb, chạy với bộ xử lý tốc độ 33Mhz. Giá phần cứng giảm mạnh khi chiếc máy tính nằm trong danh mục hàng hoá thông dụng. Các công ty lớn đang xem xét việc chạy các ứng dụng lớn trên các PC, đó là điều chưa ai có thể hình dung được, còn trong hộ gia đình các máy tính có xu hướng phục vụ việc vui chơi giải trí và học tập.

Cũng xuất phát từ IBM, ý tưởng biến máy tính thành thiết bị có thể xách tay được (như máy tính laptop hiện nay), có thể bỏ túi được (như palmtops) đã thành hiện thực.