Dierkované pásky sa stali základným komunikačným prostriedkom človkeka s počítačom. V roku 1889 ich použil americký vynálezca Herman Hollerith pri sčítaní obyvateľstva. Sčítanie ľudí totiž zabralo 7 rokov a to sa zdalo veľmi zdĺhavé vzhľadom k prírastku obyvateľstva. Hollerith tieto dierkované pásky využil ako nosiče dát, ktoré bolo treba spracovať – každá vyrazená dierka predstavovala jednu číslicu a kombinácia dierok jedno písmeno. Touto metódou sa sčítanie skrátilo na 6 týždňov. Tento systém sa používal až do polovice 20. storočia.

V roku 1905 zostrojil Willgodt Odhner počítací stroj, ktorý pracoval so systémom ozubených koliečok. Tento stroj sa stal veľmi populárny a jeho prototyp sa dostal až do Ruska, kde bol zostrojený roku 1972 pod názvom Felix.

V nasledujúcich rokoch došlo na tomto poli k ďalším významným objavom. Roku 1931 bol Vannenarom Bushom vyvinutý kalkulátor pre riešenie komplexných diferenciálnych rovníc, ktoré po dlhú dobu zanechávali vedcov a matematikov v rozpakoch. Tento stroj bol takmer obrích rozmerov s mnohými tiahlami a ozubenými kolesami. Významné sú tiež pokusy s využitím elektromagnetických relé, ktorými sa od roku 1937 zapodieval v USA. Howard H. Aiken. John V. Atnasoff, profesor na Iowa State University, a jeho žiak Clifford Berry, sa snažili o zmenšenie Bushového stroja na riešenie diferenciálnych rovníc. Za počiatočný bod svojich úvah brali teóriu binárnej algebry, podľa nej je možné akúkoľvek matematickú rovnicu považovať za správnu alebo za nesprávnu. Túto teóriu vypracoval v polovici 19. storočia George Boole. Jej rozšírením na elektronické obvody v podobe 0 a 1, Atanasoff a Berry vyvinul v roku 1940 prvý plne elektronický počítač.

Počítače 1. generácie
Jedná sa o počítače na báze elektronike. K ich prevratnému rozvoju došlo predovšetkým za druhej svetovej vojny a to nie len v USA a Veľkej Británii, ale aj v Nemecku. Práve v Nemecku vyrobili Konrad Zuse a Helmut Schreyer v roku 1938 prototyp mechanického binárneho programovateľného kalkulátora. Ten sa pôvodne volal V1, ale tak isto ako pri jeho všetkých nasledovníkov sa V zmenilo na Z, takže sa jedná o kalkulátory Z1, Z2... Z1 pracuje s číslami s plávajúcou radovou čiarkou, ktoré majú 16-bitovú mantisu, 7-bitový exponent a znamienkový bit. Pre realizáciu vlastnej pamäti sú celkom úspešne použité klzné kovové dielce, ale aritmetická jednotka už tak dobrá nie je. V roku 1939 už Zuse so Schreyerom vyvíjajú Z2, ktorý spojuje osvedčenú pamäť a novú reléovú aritmetickú jednotku. Kvôli Zuseovu odvedenie k vojsku sa ale práca na projekte na 1 rok zastavila. V roku 1940 dokončujú Samuel Williams a George Stibitz v Bellových laboratóriách kalkulátor, ktorý je schopný pracovať s komplexnými číslami. Pomenovali ho Complex Number Calculator, neskôr známy ako Model I Relay Calculator. V logických častiach sú použité telefónne prepínače. Čísla sú zadávané v kóde BCD +3. Tento systém vyžaduje menší počet relé než pôvodný BCD.

Leto 1941 sa zapísalo do dejín výpočtovej techniky predovšetkým pomocou Johnu V.Atanasoffovi a Clifordu Berrym, ktorí dokončili špeciálny kalkulátor na riešenie súbežných lineárnych rovníc, neskôr nazvaný ABC (Atanasoff-Berry Computer). Ako primárnu pamäť mal 60 peťdesiatbitových slov uložených v podobe kondenzátorov na dvoch otáčavých bubnoch. Svojou podstatou sa jednalo o predchodcu dnešných dynamických pamätí. Taktovací kmitočet bol 60 Hz (súčet trval celú 1 sekundu). Množstvo chýb v tomto systéme sa nikdy nepodarilo stlačiť pod 0,001 %, čo nebolo dosť povzbudivé.

V zime 1941 bol dokončený Z3 – prvý fungujúci programovateľný kalkulátor na svete. Pracuje s číslami a plávajúcou desatinnou čiarkou, ktoré majú až 14-bitovú mantisu, 7-bitové exponenty a znamienkový bit. Jeho pamäť obsiahne 64 týchto čísiel, na čo potrebuje cez 1400 relé, ďalších 1200 ich je v aritmetickej a riadiacej jednotke. Z3 zvláda 3 až 4 súčty za sekundu, na násobenie potrebuje 3 až 5 sekúnd. So svojou malou pamäťou sa ale vôbec nehodil pre riešenie rovníc, pre ktoré bol zostrojený.

V januári 1943 Howard H. Aiken a jeho spolupracovníci na Harvardskej univerzite (Cambridge, Messachussetts), podporovaní IBM (International Business Machine - 1924), uviedli do prevádzky prvý široko známy programovateľný kalkulátor ASCC Mark I (Automatic Sequence-Controlled Calculator Mark I), taktiež nazývaný Harvard Mark I. Mark I bol elektronický reléový počítač, tzn. Že používal elektrické impulzy k tomu, aby hýbal s mechanickými časťami.

V apríli 1943 skonštruoval Max Newman a Wynn Williams so spolupracovníkmi v anglickom Bletchly počítač nazvaný po britskom karikaturistovi moderných strojov Heath Robinson. Išlo o dešifrovací stroj používajúci kombinovanú elektronickú a reléovú logiku. Dáta sú načítané opticky fantastickou rýchlosťou 2000 znakov za sekundu z papierovej pásky. December 1943 sa stáva mesiacom zrodenia prvého prototypu zo série Colossus. Ide o nasledovníka Robinsonov, je plne elektronický, jeho logika je postavená na 2400 elektrónkach, každá z piatich bodiek papierovej pásky pacuje rýchlosťou 5000 znakov za sekundu. Na prelome rokov 1944 a 1945 je takmer dokončený Z4, Z3 je zničený a Z4 sa po vojne (v roku 1950) uvádza do prevádzky po dlhej prestávke.

Rok 1945 sa stáva rokom veľkých počítačov – v júni John von Neumann navrhol a popísal prvý počítač s úložným programom, ktorý bol neskôr pomenovaný pod názvom EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Týmto dal základ dnes bežne používanému pojmu počítač s von Neumannovou architektúrou. V november 1945 John W. Mauchly a J. Presper Eckert so spolupracovníkmi na Univerzite v Pennsylvánii dokončil tajný projekt pre balistické laboratória americkej armády – programovateľný kalkulátor s názvom ENIAC – (Electronic Nemerator, Integrator Analyzer and Computer).

Rok 1947 je pre Aikena a jeho tím veľmi úspešný. Dokončuje Harvard Mark II. Harvard Mark II. obsahuje cez 13 000 relé, ktoré používa ako v svojich 50-tich registroch, tak aj v aritmetických jednotkách.