Az elektroncsövet 1904-ben találták fel. Felfedezték hogy kapcsolóként is alkalmazható. Az elején azonban a csövek drágák, megbízhatatlanok és rövid életűek voltak, csak az 1940-es évektől használták őket számítógépek készítésére. Az elektroncsövek sokkal gyorsabb gépek építését tették lehetővé, mint a relék. Ennek az eszköznek a felhasználásával készült az első számítógép-generáció. Az első számítógép-generáció ideje nagyjából az 1946-1954 közötti évekre tehető.
Általános jellemzők
Ebben a korban a gép szolgáltatásait egyszerre egy programozó használta. Így a lassú perifériákra való várakozás és a programozók egymás közti váltása alatt a processzor igen sokat tétlenkedett.
Az első generációs gépek megbízhatóságára jellemző, hogy amikor az ENIAC üzembiztos működését bejelentették egy sajtóértekezleten, nagy büszkeséggel közölték, hogy volt már olyan 12 órás műszak, amelyben több órán keresztül működött hibamentesen a gép. Később is állandó műszaki felügyelet kellett e gépek működtetéséhez. A számítógép bármikor meghibásodhatott, a hiba megkereséséhez és kijavításához pedig hozzáértő szakemberek kellettek. A leggyakoribb hiba ok egy-egy cső kiégése volt. Ilyenkor azonban a sorozatban gyártott csövek paramétereinek nagy szórása miatt nem volt elég a kiégett csövet kicserélni, hanem azokat is cserélni kellett vele együtt, amikkel egy funkcionális egységet alkotott. A karbantartóknak már előre összemért csőkészletei voltak erre a célra.
ABC
Az Egyesült Államokban a Iowa State College-ban már 1939-ben megépítette egy elektronikus gép prototípusát John Atanasoff (1903-1995) és Clifford Berry (1918-1963) (Atanasoff-Berry Computer, ABC). Ennek a prototípusnak az elkészítése és a későbbi kutatás csendben folyt. A gép kettes számrendszert használt. Az adatbevitel lyukkártyákkal történt, az eredményt pedig a gép kártyákra égetett jelek formájában adta meg. Ezt a számítógépet egyenletrendszerek megoldására használták.
A gép további fejlesztésének 1942-ben a háború vetett véget. Amikor Atanasoff felhívta gépére az IBM figyelmét, azzal utasították vissza, hogy őket soha nem fogják elektronikus számítógépek érdekelni. Mint tudjuk, nem így történt!
Colossus
A II. világháború alatt tudósok és matematikusok egy csoportja Angliában létrehozta az első teljesen elektronikus digitális számítógépet, a Colossust. A gép 1943 decemberére készült el és 1500 elektroncsövet tartalmazott. 5 kHz-s órajellel dolgozott, másodpercenként 25.000 karaktert tudott feldolgozni. Összesen tíz darab ilyen gép készült. Rejtjelezett német rádióüzenetek megfejtésére használta sikeresen egy Alan Turing által vezetett csoport (ő ugyanaz a Turing, aki a korábban említett Turing-gépet kitalálta). A németek ENIGMA nevű rejtjelét is ezzel fejtették meg.
ENIAC
Ismertté az ABC utóda, az első általános célú elektronikus digitális számítógép, az ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) vált. Az ENIAC tervezését a második világháború alatt kezdte el katonai célokra John Presper Mauchly és John William Eckert. A gépet a Pennsylvania egyetemen építették, a munkát 1946-ban fejezték be.
Az ENIAC 17.468 elektroncsövet tartalmazott, több mint 100 kW elektromos energiát fogyasztott és 450 m2 helyet foglalt el (több mint 30 m hosszú termet építettek az elhelyezéséhez). A gép tömege 30 tonna volt, megépítése tízmillió dollárba került.
Sokkal gyorsabb volt, mint a relés számítógépek: az összeadást 0,2 ms, a szorzást 3 ms alatt végezte el.
A programja azonban fixen be volt “drótozva” a processzorba és csak mintegy kétnapos kézi munkával, villamos csatlakozások átkötésével lehetett megváltoztatni.
A gép memóriája 20 db tízjegyű előjeles decimális számot tudott tárolni. Mindegyik számjegy tárolására 10 db elektroncsövekből épített flip-flop szolgát. Mindegyik flip-flop megfelelt egy-egy számjegynek: egy számjegy tárolásához a neki megfelelő flip-flopot 1-re állították, az összes többit 0-ra.
Az elektoncsövek megbízhatatlansága miatt a gép csak rövid ideig tudott folyamatosan működni.
Az ENIAC-ot ballisztikai és szélcsatorna-számításokra használták. Egy feladatsor kiszámítása a gépnek 15 másodpercig tartott, ugyanez egy szakképzett embernek asztali kalkulátorral 10 órás munka volt!! A gépet 1956-ban lebontották, mert elavult. Jelenleg egy olcsó zsebszámológép is nagyobb teljesítményű, de az ENIAC technikatörténeti érdemei vitathatatlanok.
Vita folyt arról, hogy melyik az első általános célú elektronikus digitális számítógép. 1973. október 19-én úgy döntött a bíróság, hogy az Atanasoff-Berry Computert illeti meg ez a cím.
EDVAC
Az ENIAC utóda, az EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Calculator) ugyancsak Mauchly és Eckert vezetésével épült 1944-től 1948-ig (véglegesen csak 1951-ben helyezték üzembe).
Ez a gép már Neumann János (1903-1957) magyar matematikus elvei alapján úgy készült, hogy a programot és az adatokat a memóriában tárolta.
Az EDVAC sok fontos vonásban különbözött elődeitől. Sokkal nagyobb memóriája volt: egy elsődleges (operatív) tár és egy másodlagos, lassabb, nagyobb kapacitású tár.
Egy program végrehajtásához előbb az egész programot és az adatokat be kellett táplálni a memóriába.
Adatbevitelre egy írógépszerű eszközt, adatkivitelre egy nyomtatót alkalmaztak.
Ez volt az első tárolt programú számítógép. Ettől kezdve már a papírból készült lyukszalag olvasási sebessége nem korlátozta a számítógép sebességét és egy új probléma megoldásához nem kellett a gépet áthuzalozni.
A képen: Neumann János és Robert Oppenheimer az EDVAC előtt.
UNIVAC
Az első kereskedelmi forgalomban is kapható, sorozatban gyártott univerzális számítógép a UNIVAC I. (UNIVersal Automatic Calculator) volt. Ez volt az első számítógép, amely a számok mellett már szöveges információt is tudott kezelni!
Többen ezt a gépet tekintik az első generáció igazi kezdetének. A gépet a Remington Rand nevű cég gyártotta. Az ENIAC-hoz és EDVAC-hoz hasonlóan ezt is John Presper Eckert és John Mauchly tervezte.
A gép 5600 elektroncsövet és 18 000 diódát tartalmazott, 19 tonnát nyomott és egymillió dollárba került.
A gép központi része a háttérben látható, az előtérben pedig a vezérlőpult van.
Az első UNIVAC gépet az USA Népességnyilvántartó Hivatala vásárolta meg 1951-ben és mintegy 12 évig napi 24 órás műszakban használta. 1952-ben e gép segítségével jósolták meg az elnökválasztás eredményét még a választás napjának éjszakáján, a szavazatok 7%-ának összeszámlálása után. A UNIVAC I-et először 1954-ben a General Electricsnél alkalmazták üzleti célra. Ebből a gépből összesen 48 darabot gyártottak.
A korszak egyéb eredményei
A nyomtatott áramköröket (NYÁK) a második világháború alatt fejlesztette ki az USA-ban a National Institute of Standards and Technology, eredetileg tüzérségi lövedékek gyújtószerkezetében való felhasználásra. Később azonban széles körben elterjedtek, és szinte minden elektronikus eszközben – így a számítógépekben is – ilyen lapra szerelték az alkatrészeket.
1950-ben jelennek meg először képernyőn a számítógépes műveletek eredményei az amerikai légiellenőrzési szolgálat egyik félautomata földi állomásán.
1952-ben készül el Moszkvában a MESM és BESZM, az első két szovjet számítógép. [A BESZM (БЭСМ) az első sorozatban gyártott orosz nagy számítógépek (mainframe) típusa. Az elnevezés a Nagy Elektronikus Számítógép (oroszul: Большая Электронно-Счётная Машинa / Bolsaja Elektronno-Szcsotnaja Masina) kezdőbetűiből képzett betűszó.]
1954-ben alkalmaznak először elektronikus számítógépeket üzleti célra (IBM). Ugyanebben az évben jelenik meg az első nagy sorozatban gyártott számítógép, az IBM 650. Összesen 2200 darabot gyártanak belőle. Ennek a gépnek mágnesdobos tára volt, lyukkártyát használtak inputra és outputra.
1955 februárjában kezdi az IBM szállítani első kimondottan üzleti számítógépét, az IBM 752-t. Ez a UNIVAC komoly vetélytársának bizonyult: 1956 augusztusára az IBM-nek már 76 installált gépe és 193 megrendelése van, míg a UNIVAC-nak 46 installált gépe és 65 megrendelése. 1956 végére az IBM előnye tovább nő. Az előretörés oka azonban nem a gépek közötti tényleges különbség, hanem az IBM kiváló eladási stratégiája.