Os computadores afetam quase todos os aspectos de nossa sociedade. Entre muitas outras coisas, eles armazenam detalhes de nossa educação e registros de empregos, ajudam a prever o tempo, controlam alguns motores de carros e utensílios domésticos como máquinas de lavar e aparelhos de som, e controlam robôs que fazem outras máquinas.

O computador é uma máquina que recebe uma informação, armazena-a em sua maioria, processa-a de acordo com um conjunto de instruções chamado programa, e então envia os resultados para um dispositivo de saída como um monitor de vídeo ou uma impressora.A máquina em si é chamada hardware e os programas que a fazem executar tarefas são chamados software. Um é inútil sem o outro.

Computadores mecânicos com eixos motorizados e engrenagens foram construídos na década de 1930 para acelerar cálculos aritméticos. Eles foram substituídos pelos primeiros computadores eletrônicos, que utilizavam componentes chamados válvulas — grandes bulbos de vidro semelhantes aos bulbos de lâmpadas. As válvulas controlavam as correntes elétricas que passavam pelo computador desde a entrada até a saída.

Um desenvolvimento fundamental para a evolução dos computadores foi a invenção do transistor em 1948 e, mais tarde, a miniaturização dos componentes eletrônicos.

Circuitos eletrônicos completos contento centenas de milhares de transistores podem ser hoje construídos em um pedaço de cristal de silício do tamanho de uma unha. Esses circuitos integrados, comumente chamados de chips, permitiram a fabricação de computadores menores, mais baratos e confiáveis.

Em 1971 foi introduzido um novo tipo de chip, chamado microprocessador, que apresentava todas as funções centrais de processamento de um computador em um único chip. Isso levou ainda mais longe a miniaturização dos computadores.

Como muitos computadores utilizavam o mesmo tipo de microprocessador, todos eles podiam ser programados com a mesma linguagem de instruções. Os computadores não tinham mais que ser programados e operados por grupos de pessoas especialmente treinadas. Eles passaram então a ser operados por pessoas comuns que utilizavam programas comprados de empresas de software.

Todos os computadores trabalham juntando números, mas, como eles o fazem com uma rapidez incrivelmente grande, milhões de cálculos são feitos por segundo. Eles trabalham tão rapidamente que qualquer tipo de informação pode ser convertida em números, processada pelo computador e então voltar à sua forma original ou a alguma outra forma. Por exemplo, uma fotografia pode ser convertida em um padrão de pontos e cada ponto recebe um número para representar seu brilho e cor. Isso é chamado digitalização. Uma vez que os números estejam carregados na memória do computador, eles podem ser processados para mudar as cores da fotografia, aumentar seu contraste, melhorar seu foco ou acrescentar textos ou símbolos extras. O padrão resultante de números é então transformado em uma outra fotografia. Os números processados pelo computador poderiam também representar sons (música ou fala), texto impresso ou equações matemáticas.

Por mais rápido que os computadores trabalhem, sua velocidade nunca é grande o suficiente para certos fins, como a previsão do tempo e o desenvolvimento de chips. Alguns fabricantes de computadores se especializaram em projetar e fabricar os computadores mais poderosos possíveis.

O Cray-2 é um exemplo desses supercomputadores. Ele tem quatro unidades centrais de processamento (CPUs) idênticas, cada uma delas com a capacidade de fazer 1700 milhões de cálculos por segundo. O trabalho feito por um típico computador de mesa (comum em escritórios) em dez dias pode ser feito em um minuto pelo Cray-2. O Cray-2 tem forma circular, de modo que os sinais têm que se deslocar a menor distância possível entre quaisquer duas partes do computador.

Um dos problemas de acumular tanta potência de computação em um espaço pequeno é que, à medida que os chips geram calor, a temperatura dentro do computador sobe. Se o calor em excesso não for eliminado, o computador eventualmente quebrará. Os 240 000 chips do Cray-2 estão alojados em tanques com um líquido refrigerado que circula em contato com os chips.