1Máy tính tương tự hiện đại đầu tiên
Trong nửa đầu thế kỷ 20, nhiều nhu cầu tính toán khoa học đã được đáp ứng bởi các máy tính tương tự ngày càng tinh vi, sử dụng mô hình cơ học hoặc điện trực tiếp của vấn đề làm cơ sở cho việc tính toán. Tuy nhiên, chúng không thể lập trình được và thường thiếu tính linh hoạt và độ chính xác của các máy tính kỹ thuật số hiện đại. Máy tính tương tự hiện đại đầu tiên là một cỗ máy dự đoán thủy triều, được phát minh bởi Sir William Thomson vào năm 1872.
2Thiết bị tính toán đầu tiên
Charles Babbage, một kỹ sư cơ khí và nhà bác học người Anh, là người khởi nguồn khái niệm về máy tính lập trình được. Được coi là "cha đẻ của máy tính", ông đã khái niệm hóa và phát minh ra chiếc máy tính cơ học đầu tiên vào đầu thế kỷ 19. Sau khi làm việc với cỗ máy sai phân mang tính cách mạng của mình, được thiết kế để hỗ trợ các phép tính hàng hải, vào năm 1833, ông nhận ra rằng một thiết kế tổng quát hơn nhiều, một Cỗ máy Phân tích (Analytical Engine), là hoàn toàn khả thi. Việc nhập chương trình và dữ liệu được cung cấp cho máy thông qua thẻ đục lỗ, một phương pháp được sử dụng vào thời điểm đó để điều khiển các khung dệt cơ học như khung dệt Jacquard. Để xuất dữ liệu, máy sẽ có một máy in, một máy vẽ đường cong và một cái chuông. Máy cũng có khả năng đục các con số lên thẻ để đọc lại sau này. Cỗ máy này kết hợp một đơn vị logic số học, điều khiển luồng dưới dạng phân nhánh có điều kiện và vòng lặp, cùng bộ nhớ tích hợp, biến nó thành thiết kế đầu tiên cho một máy tính đa năng mà theo thuật ngữ hiện đại có thể được mô tả là Turing-complete. Cỗ máy này đã đi trước thời đại khoảng một thế kỷ. Tất cả các bộ phận cho cỗ máy của ông đều phải được làm bằng tay – đây là một vấn đề lớn đối với một thiết bị có hàng ngàn bộ phận. Cuối cùng, dự án đã bị giải thể do quyết định ngừng tài trợ của Chính phủ Anh. Việc Babbage thất bại trong việc hoàn thành cỗ máy phân tích chủ yếu là do những khó khăn về chính trị và tài chính cũng như mong muốn phát triển một chiếc máy tính ngày càng tinh vi và tiến xa hơn bất kỳ ai khác có thể theo kịp. Tuy nhiên, con trai ông, Henry Babbage, đã hoàn thành một phiên bản đơn giản hóa của đơn vị tính toán của cỗ máy phân tích (bộ phận mill) vào năm 1888. Ông đã trình diễn thành công việc sử dụng nó trong các bảng tính vào năm 1906.
3Nghệ thuật tính toán tương tự cơ học đạt đến đỉnh cao
Nghệ thuật tính toán tương tự cơ học đạt đến đỉnh cao với bộ phân tích vi phân, được xây dựng bởi H. L. Hazen và Vannevar Bush tại MIT bắt đầu từ năm 1927. Thiết bị này được xây dựng dựa trên các bộ tích phân cơ học của James Thomson và các bộ khuếch đại mô-men xoắn do H. W. Nieman phát minh. Một tá các thiết bị này đã được chế tạo trước khi sự lỗi thời của chúng trở nên rõ ràng. Đến những năm 1950, sự thành công của máy tính điện tử kỹ thuật số đã đặt dấu chấm hết cho hầu hết các máy tính tương tự, nhưng máy tính tương tự vẫn được sử dụng trong những năm 1950 trong một số ứng dụng chuyên biệt như giáo dục (hệ thống điều khiển) và hàng không (thước tính).
4Nguyên lý của Máy tính hiện đại
Nguyên lý của máy tính hiện đại được Alan Turing đề xuất trong bài báo mang tính đột phá năm 1936 của ông, On Computable Numbers. Turing đã đề xuất một thiết bị đơn giản mà ông gọi là "Máy tính vạn năng" và hiện được gọi là máy Turing vạn năng. Ông đã chứng minh rằng một cỗ máy như vậy có khả năng tính toán bất cứ thứ gì có thể tính toán được bằng cách thực thi các hướng dẫn (chương trình) được lưu trữ trên băng từ, cho phép máy có thể lập trình được. Khái niệm cơ bản trong thiết kế của Turing là chương trình lưu trữ, nơi tất cả các hướng dẫn tính toán được lưu trữ trong bộ nhớ. Von Neumann thừa nhận rằng khái niệm trung tâm của máy tính hiện đại là nhờ vào bài báo này.
5Một trong những ví dụ sớm nhất về máy tính rơ-le cơ điện.
Các máy tính kỹ thuật số đời đầu là máy cơ điện; các công tắc điện điều khiển các rơ-le cơ học để thực hiện phép tính. Các thiết bị này có tốc độ hoạt động thấp và cuối cùng đã được thay thế bằng các máy tính chạy hoàn toàn bằng điện nhanh hơn nhiều, ban đầu sử dụng đèn chân không. Z2, được tạo ra bởi kỹ sư người Đức Konrad Zuse vào năm 1939, là một trong những ví dụ sớm nhất về máy tính rơ-le cơ điện.
6Máy tính kỹ thuật số tự động, lập trình được bằng cơ điện đầu tiên trên thế giới
Năm 1941, Zuse tiếp nối cỗ máy trước đó của mình bằng Z3, máy tính kỹ thuật số tự động, lập trình được bằng cơ điện đầu tiên trên thế giới. Z3 được chế tạo với 2000 rơ-le, thực hiện độ dài từ 22 bit hoạt động ở tần số xung nhịp khoảng 5–10 Hz. Mã chương trình được cung cấp trên phim đục lỗ trong khi dữ liệu có thể được lưu trữ trong 64 từ bộ nhớ hoặc được cung cấp từ bàn phím.
7Máy tính kỹ thuật số điện tử tự động đầu tiên
Tại Mỹ, John Vincent Atanasoff và Clifford E. Berry thuộc Đại học Bang Iowa đã phát triển và thử nghiệm Máy tính Atanasoff–Berry (ABC) vào năm 1942, đây là "máy tính kỹ thuật số điện tử tự động" đầu tiên. Thiết kế này cũng hoàn toàn bằng điện tử và sử dụng khoảng 300 đèn chân không, với các tụ điện được cố định trong một trống quay cơ học để làm bộ nhớ.
8Máy tính lập trình kỹ thuật số điện tử đầu tiên trên thế giới
Trong Thế chiến II, người Anh tại Bletchley Park đã đạt được nhiều thành công trong việc giải mã các thông tin liên lạc quân sự của Đức. Máy mã hóa của Đức, Enigma, lần đầu tiên bị tấn công với sự trợ giúp của các máy bom điện cơ thường được vận hành bởi phụ nữ. Để bẻ khóa cỗ máy Lorenz SZ 40/42 tinh vi hơn của Đức, được sử dụng cho các liên lạc quân sự cấp cao, Max Newman và các đồng nghiệp đã ủy quyền cho Flowers chế tạo Colossus. Ông đã dành mười một tháng kể từ đầu tháng 2 năm 1943 để thiết kế và chế tạo chiếc Colossus đầu tiên. Sau một cuộc kiểm tra chức năng vào tháng 12 năm 1943, Colossus được chuyển đến Bletchley Park và được bàn giao vào ngày 18 tháng 1 năm 1944. Colossus là máy tính kỹ thuật số lập trình được bằng điện tử đầu tiên trên thế giới.
9Cuộc tấn công đầu tiên của Colossus
Colossus đã tấn công thông điệp đầu tiên của nó vào ngày 5 tháng 2 năm 1944.
10Máy tính lập trình được bằng điện tử đầu tiên được chế tạo tại Hoa Kỳ
ENIAC (Máy tính và tích hợp số điện tử) là máy tính lập trình được bằng điện tử đầu tiên được chế tạo tại Hoa Kỳ. Mặc dù ENIAC tương tự như Colossus, nhưng nó nhanh hơn, linh hoạt hơn nhiều và có khả năng Turing-complete. Nó kết hợp tốc độ cao của điện tử với khả năng được lập trình cho nhiều vấn đề phức tạp. Nó có thể cộng hoặc trừ 5000 lần một giây, nhanh hơn một nghìn lần so với bất kỳ cỗ máy nào khác. Nó cũng có các mô-đun để nhân, chia và tính căn bậc hai. Bộ nhớ tốc độ cao bị giới hạn ở 20 từ (khoảng 80 byte). Được xây dựng dưới sự chỉ đạo của John Mauchly và J. Presper Eckert tại Đại học Pennsylvania, quá trình phát triển và xây dựng ENIAC kéo dài từ năm 1943 cho đến khi hoạt động hoàn toàn vào cuối năm 1945. Cỗ máy này rất lớn, nặng 30 tấn, sử dụng 200 kilowatt điện năng và chứa hơn 18.000 ống chân không, 1.500 rơ-le và hàng trăm nghìn điện trở, tụ điện và cuộn cảm.
11Sự phát minh ra bóng bán dẫn lưỡng cực
William Shockley, John Bardeen và Walter Brattain tại Bell Labs đã phát minh ra bóng bán dẫn thực tế đầu tiên, bóng bán dẫn tiếp điểm điểm, vào năm 1947.
12Máy tính lưu trữ chương trình đầu tiên trên thế giới
Manchester Baby là máy tính lưu trữ chương trình đầu tiên trên thế giới. Nó được chế tạo tại Đại học Victoria Manchester bởi Frederic C. Williams, Tom Kilburn và Geoff Tootill, và chạy chương trình đầu tiên vào ngày 21 tháng 6 năm 1948. Nó được thiết kế như một nền tảng thử nghiệm cho ống Williams, thiết bị lưu trữ kỹ thuật số truy cập ngẫu nhiên đầu tiên. Mặc dù máy tính này được coi là "nhỏ và thô sơ" theo tiêu chuẩn thời bấy giờ, nhưng nó là cỗ máy hoạt động đầu tiên chứa tất cả các yếu tố thiết yếu của một máy tính điện tử hiện đại.
13Mô tả công khai đầu tiên về mạch tích hợp
Bước tiến lớn tiếp theo trong sức mạnh tính toán đến cùng với sự ra đời của mạch tích hợp. Ý tưởng về mạch tích hợp lần đầu tiên được hình thành bởi một nhà khoa học radar làm việc cho Cơ sở Radar Hoàng gia thuộc Bộ Quốc phòng, Geoffrey W.A. Dummer. Dummer đã trình bày mô tả công khai đầu tiên về mạch tích hợp tại Hội nghị chuyên đề về Tiến bộ trong các thành phần điện tử chất lượng ở Washington, D.C. vào ngày 7 tháng 5 năm 1952.
14Máy tính sử dụng bóng bán dẫn hoàn toàn đầu tiên
Máy tính sử dụng bóng bán dẫn hoàn toàn đầu tiên là Harwell CADET năm 1955, được chế tạo bởi bộ phận điện tử của Cơ sở Nghiên cứu Năng lượng Nguyên tử tại Harwell.
15Ví dụ tích hợp hoạt động đầu tiên
Các IC thực tế đầu tiên được phát minh bởi Jack Kilby tại Texas Instruments và Robert Noyce tại Fairchild Semiconductor. Kilby đã ghi lại những ý tưởng ban đầu của mình về mạch tích hợp vào tháng 7 năm 1958, và trình diễn thành công ví dụ tích hợp hoạt động đầu tiên vào ngày 12 tháng 9 năm 1958.
16Đơn đăng ký bằng sáng chế của Kilby
Trong đơn đăng ký bằng sáng chế ngày 6 tháng 2 năm 1959 của Kilby, ông đã mô tả thiết bị mới của mình là "một khối vật liệu bán dẫn ... trong đó tất cả các thành phần của mạch điện tử được tích hợp hoàn toàn".
17Bộ vi xử lý đơn chip đầu tiên
Bộ vi xử lý đơn chip đầu tiên là Intel 4004, được thiết kế và hiện thực hóa bởi Ted Hoff, Federico Faggin và Stanley Mazor tại Intel.
18Grid Compass
Những chiếc máy tính di động đầu tiên rất nặng và chạy bằng nguồn điện lưới. Những chiếc máy tính xách tay đầu tiên, chẳng hạn như Grid Compass, đã loại bỏ yêu cầu này bằng cách tích hợp pin – cùng với sự thu nhỏ liên tục của các tài nguyên máy tính và những tiến bộ trong tuổi thọ pin di động.