1.4.2 Računalniški »srednji vek« (elektro-mehanski in elektronski računalniki)

    Drugo pomembno obdobje v računalniškem razvoju je obdobje velikih računalnikov, katerih osnovni elementi so releji, nato pa elektronske cevi - elektronke. Konrad Zuse je v svojih računskih strojih (Z2 in Z3) uporabil releje za prekinjevalne elemente, kar je takrat pomenilo velik napredek. Velike ideje pa se navadno ne rojevajo samo na enem kraju sveta ali samo v enih možganih. Zato ni nič čudnega, če je Louis Couffignol leta 1936 v Franciji opisal in razvil računski stroj s programiranim upravljanjem in dvojiškim sistemom. Istega leta je začel G. Stibitz v znanem laboratoriju Bell Telephone Company konstruirati relejne računalnike. Leta 1942 je bil pri tej industrijski družbi izdelan prvi računalnik (ne več samo računski stroj) s programiranjem na osnovi 500 relejev. Leto kasneje je znani »Ballisitic computer« vseboval že nad 1300 relejev. Največji računalnik v razvoju te vrste je bil Bellov model z 9000 releji.

Leta 1937, ko je Stibitz začel svoje delo pri Bellu, je Howard Aiken, profesor na harvardski univerzi, predlagal podjetju IBM, da s sredstvi, namenjenimi za naprave z luknjanimi karticami, izdela računalnik, sposoben programiranja. To izredno uspešno sodelovanje je leta 1944 obrodilo sad: pojavil se je znani MARK 1 (slika 23), ki je bil večji in zmogljivejši od Z3 in modela Bell (dolžina 17 m, višina 2,5 m); tako se je začelo pomembno obdobje za IBM. Leta 1948 mu je sledil model MARK 2 z nad 13000 releji. Skoraj hkrati so izdelovali računalnike: Zuse v Berlinu, Conffignol v Parizu, Stiblitz v Murray Hillu in Aiken v New Yorku. Tako so se ideje iz tridesetih let 19. stoletja uresničile šele v tridesetih letih 20. stoletja. Ne glede na precejšnje razlike v sestavi strojev je bila njihova zasnova podobna: vsi imajo poleg računskega dela vhod podatkov - spomin za podatke - upravljalni del - izhod podatkov. To pa so že elementi, ki jih vsebuje vsak sodoben računalnik. 

Odločilen korak v tehniki je bil prehod od elektromehaničnih k elektronskim elementom: namesto relejev kot prekinjeval oz. vrat so uporabili elektronko (vakuumsko elektronsko cev). Elektronka, ki so jo izumili Fessenden, De Forest in drugi (1906. leta) za kontrolo tokov, je začela prodirati v računalnike v štiridesetih letih. Leto 1945 pa je bilo za računalništvo še posebno pomembno, saj je znani matematik John von Neumann (slika 24) dognal pojem shranjenega programa in uporabo dvojiškega sistema. Pomembna misel von Neumanna je bila: če želimo hitrost računske naprave povečati, ji je potrebno hitro priskrbeti ne le podatke, ampak navodila, ki povedo, kaj s podatki početi. Torej naj bodo ukazi računalniku tudi podatki, ki smo jih pred vključitvijo programa shranili v pomnilni del računalnika. Računalnik bo lahko ukaze tako shranjenega programa dosegal prav tako hitro kot posamezna števila, človekov poseg med potekom računa pa bo nepotreben. Prav ta pomemben korak postavljamo danes kot ločnico med računskim strojem in računalnikom; v računalniku lahko shranimo tudi program, ki ga v navadnem računskem stroju ne moremo. Na osnovi takih razmišljanj so leta 1949 izdelali računalnik EDVAC, ki je prvi lahko vplival na shranjena navodila s pomočjo aritmetičnih izrazov, izračunanih med izvajanjem. Tako se je slednjič uresničila zamisel, o kateri je sanjaril Charles Babbage!