La puissance de stockage et de traitement des ordinateurs augmentant, il a rapidement fallu trouver autre chose pour interagir avec l'ordinateur.

Les années 50 et 60 sont l’âge d’or de la télévision aux Etats-Unis et c’est tout naturellement que les informaticiens vont se tourner vers le tube cathodique pour redéfinir l'interface homme/machine.

Les supercalculateurs d’IBM, mais aussi de Control Data ou de Digital Equipment Corporation (DEC) vont être dotés d’un ou plusieurs écrans à tube cathodique pour assurer leur contrôle. Dès 1961, des étudiants du MIT (Massachussets Institute of Technology) vont d’ailleurs programmer l’un des premiers jeux vidéo au monde, Spacewar, sur le PDP-1 (Programmed Data Processor-1), le pionnier des ordinateurs de la marque. Ces écrans ressemblent plus à des oscilloscopes qu’à des écrans modernes et l’heure n’est pas encore à les installer auprès des utilisateurs : seuls les ingénieurs machine peuvent les approcher.

En 1964, tout va changer : IBM lance le terminal 2260, un tube cathodique doté d’un clavier. Ce terminal peut afficher 12 lignes de 80 caractères.  Peu coûteux, il nécessite un concentrateur capable de contrôler huit d’entre eux et les connecter au mainframe. C’est l’ancêtre du terminal 3270, qui sortira en 1972 et deviendra la référence des mainframes du constructeur. Les applications sont exclusivement en mode caractère et l’interface utilisateur est réduite à sa plus simple expression : il faut connaître les clés de lancement d’une transaction pour accéder à une application Cobol. Plus tard, des touches de fonction aideront (un peu) l’utilisateur. Si le terminal paraît peu convivial, la technologie mise au point par IBM est très performante : un mainframe avec 16 Mo de mémoire vive peut supporter jusqu’à… 17 500 terminaux 3270 sans faiblir.

Il faudra en effet attendre les années 70 pour voir les terminaux se généraliser. L’exploitation du tube cathodique va alors radicalement redéfinir la place de l’ordinateur dans les entreprises. Jusqu’alors quasi-uniquement réservé au calcul batch, la connexion d’écrans va permettre aux ordinateurs d’interagir en temps réel avec les utilisateurs. C’est le point de départ de sa diffusion dans les bureaux, puis dans les ateliers.

DEC, de son côté, lance le VT05, puis le VT52 en 1975 et enfin le VT100 pour accéder à ses ordinateurs VAX. Ce dernier deviendra, au même titre que le 3270, un standard dans l’accès aux applications mainframes.

De multiples constructeurs vont alors se positionner sur ce marché des terminaux passifs en se collant soit aux standards VT de Dec, soit à ceux du 3270 d’IBM ou encore à ceux de Tektronix. Ce dernier, constructeur d’oscilloscopes, s’est lui aussi engagé sur ce marché avec ce qu’il appelle alors le tube de stockage. Il va surtout connaître un certain succès avec ses terminaux graphiques. Sa série 4000 deviendra un standard de fait pour de nombreux constructeurs, qui proposeront des mini-ordinateurs pour le marché de la CAO (conception assistée par ordinateur).

C’est là un nouveau domaine d’application pour l’informatique. Par exemple, les laboratoire de General Motors vont coopérer avec IBM pour créer le DAC-1, premier système de conception assistée par ordinateur. Le terminal 2250 est alors lancé, il est capable d’afficher des graphes vectoriels sur une grille de 1024 x 1024. Ce petit écran est proposé au prix astronomique de 125 000 dollars de l'époque, une fortune. Par contre, avec celui-ci est proposé un stylo optique permettant de pointer à l'écran des éléments graphiques. Le périphérique est inspiré du pistolet optique du système Sage. L'imagination fertile des ingénieurs va donner naissance à de nombreux autres de ces périphériques.

Le marché des grands industriels, tant dans l’automobile, l’aéronautique ou le militaire, va pousser les constructeurs d’ordinateurs et les centres de recherche à proposer de nouveaux modes d’interaction avec l’ordinateur. Ainsi, le premier trackball (ou boule de commande) va être conçue en 1952 pour le Datar, un système de contrôle de champ de bataille de marine canadienne. Montée sur une table affichant la situation tactique, cette boule permettait aux opérateurs d'envoyer la position des sous-marins et mines détectées par les navires de guerre au navire conduisant un convoi. Pour la petite histoire, ce trackball avait la taille d'une véritable boule de bowling canadien (plus petite, quand même, que le bowling américain).

Un autre périphérique s’imposera plusieurs dizaines d’années plus tard, la souris. Elle sera inventée en 1968, là encore bien avant que le micro-ordinateur fasse son apparition dans les entreprises, par Douglas Engelbart, alors chercheur pour le Stanford  Research Institute (SRI). Il vendra la licence au MIT et son équipe sera dissoute quelque  temps plus tard. Plusieurs de ses membres rejoindront le centre de recherche de Xerox, à Palo Alto, mais c’est une autre histoire.

Il faudra attendre 1979 pour qu’IBM lance son premier terminal couleur, le 3279.Le constructeur poursuivra le développement de terminaux, notamment pour le marché de la CAO, afin de supporter le logiciel Catia de l'éditeur français Dassault Systèmes. En 1983, son terminal 5080 constituera, d’une certaine façon, la fin d’une époque : compatible avec les logiciels Cadam, Catia et CAEDS, l’écran est capable d’afficher des graphes vectoriels et polygones aux faces pleines avec une résolution de 1024 x 1024, en 256 couleurs. Le terminal dispose d’une puce d’accélération graphique avec 1 Mo de mémoire. Le terminal peut être connecté à une table graphique, à un clavier additionnel programmable et à un stylo graphique, toujours en vogue à l’époque.

Parallèlement à ce développement des terminaux limité au mode caractère, les utilisateurs d’applications scientifiques de CAO se sont en effet vu proposé des machines bien plus indépendantes que ces terminaux passifs ou semi-passifs, les stations de travail, puis des ordinateurs personnels.