Az első világháború évei alatt a CTR mérnökei és kutatói számos új eszközt fejlesztettek ki a vásárlók igényeinek jobb kielégítése miatt. 1920-ban például piacra dobták az első elektronikus számviteli gépet. 1921-ben a vállalat további cégeket vásárolt fel, melyek segítségével például a lyukkártyák sebességének feldolgozási sebességét megduplázták.

Az USA-ban az 1930-as években többekben is felvetődött az elektromos számolást segítő gépek alkalmazásának lehetősége. Hollerith lyukkártyás gépeit csak 1928-ban kezdték el csillagászati táblázatok készítésére alkalmazni széles körben. Az új-zélandi Leslie John Comrie (1893-1950) készített pár táblázatot a Hold pozíciójáról. (L. J. Comrie: On the Contruction of Tables by Interpolation - Táblázatok kiszámítása interpolációval). Ez a (szinte) jelentéktelen kis könyvecske egy döntő lépésnek bizonyult, hiszen az eredetileg statisztikai és biztosítási célokra használt gépet most először vették igénybe tudományos célokra. A Hold mozgásának leírására azonban nagyon bonyolult számítások kellettek, de ezt csak hosszadalmas és meglehetősen unalmas munkával lehetett elvégezni. Sokkal célszerűbb lett volna ezt a munkát gépesíteni egy jó, gyors, megbízható módszer segítségével. A megfelelő gép azonban hiányzott.

Wallace J. Eckert (1902-1971) munkássága is fontos. 1931-ben szerezte meg doktori címét a Yale Egyetemen. Azonban már 1926-ban elment a Columbia Egyetemre, ahol a csillagászat tanársegédje lett. Miután elnyerte a doktori címét, docens lett és hozzálátott, hogy felszereljen egy számítástechnikai laboratóriumot. Ennek a Számítási Irodának (Computing Bureau) a fejlődéstörténete nem érdektelen, hiszen ez volt az első lépés abban a folyamatban, amelynek során az IBM a hagyományosnak mondható lyukkártyás gépekről áttért az elektronikus gépekre. 1929-ben Benjamin D. Wood, a Columbia Egyetem kutatási hivatalának vezetője rávette az IBM akkori vezérigazgatóját, Thomas J. Watsont, hogy alapítsa meg a Columbia Egyetem Statisztikai Hivatalát (Columbia University Computing Bureau).
Ez a hivatal működtette az imént említett számítástechnikai laboratóriumot is. Alig egy évvel alapítása után, 1930-ra olyan sikeresen működött a laboratórium, hogy Watsont megbízták egy különleges táblázatszerkesztő gép megszerkesztésével. 1931-ben helyezték üzembe a "differencia-tabulátorként" emlegetett szerkezetet, amely gyakorlatilag Babbage gépének egy modernizált változata volt. A Hivatal olyan sikeres volt, hogy ügyfelei közé tartozott a Columbia Egyetem, a Carnegie Alapítvány, a Yale, a Pittsburghi, a Chicagói, az Ohiói, a Harvard, a California és a Princeton Egyetem. Gyakorlatilag minden lényeges észak-amerikai felsőoktatási intézmény. 1933-ban hozták létre a Csillagászati Számítási Irodát (Astronomical Computing Bureau), amely a nyereségorientált Statisztikai Hivatallal szemben tudományos célú volt. Csillagászok használták főleg gigantomán számításaik elvégzésére. Ezek a fejlesztési igények fokozatos kihívást jelentettek az IBM mérnökeinek, akik kénytelenek voltak újabb és újabb fejlesztésekkel előrukkolni.

Az 1930-as években Thomas Watson jelentős erőfeszítéseket tett, hogy az IBM-et továbbra is vezessen a technológiai kutatásokban, ezért New York-ban megalapította az Endicott-ot, a világ akkori egyik legmodernebb kutatási laborját. 1933-ban kezdett bele az IBM elektromos írógépek gyártásába.

1937-ben Howard H. Aiken, a Harvard Egyetem továbbképzős fizikus hallgatója fejti ki, hogy szerinte mi lenne fontos egy elektronikus számítógépben. Négy fő különbséget jelöl meg a lyukkártyával működő adatfeldolgozó/könyvelő és a tudományos célú számítógépek között:

1. Egy tudományos célú gép legyen képes mind pozitív, mind negatív számok kezelésére.
2. Működése legyen teljesen automatikus, ne igényelje ember(ek) aktív közreműködését.
3. Használjon különféle matematikai függvényeket, amik az eddigieknél lényegesen bonyolultabbak is lehetnek.
4. A matematikai műveletek sorrendjében végezzen el egy számítást.

Szerinte ezt a négy követelményt kell kielégíteni ahhoz, hogy az IBM által gyártott lyukkártyás adatfeldolgozó gépeket lehessen alkalmazni tudományos célokra is. (H. H. Aiken: Proposed Automatic Calculating Machine - Javaslat egy automatikus számítógépre) Javaslata úgy látszik, hogy feltűnt T. H. Brown-nak, a Harward professzorának, mivel Eckerttel és munkatársaival meglátogatta Aikent, és ezzel beindított egy együttműködést Aiken és az IBM között, amely 1939-ben kezdődött és 1944-re fejeződött be. 1944. augusztus 7-én Thomas J. Watson, az IBM nevében a Harward Egyetemnek ajándékozta az IBM Automatic Sequence Contolled Calculatort. (IBM Automatikus Sorosan Vezérelt Számológépét) L. J. Comrie írja egy, a Nature-ben megjelent cikkében: "Ez a gép Babbage elméletének megvalósítása, bár fizikai formáját a XX. század mérnöki és tömegtermelési módszereinek köszönhetően nyerte el."

Az első jelentős sikerű, jelfogókkal működő, mechanikus rendszerű számológépet Konrad Zuse berlini mérnök alkotta meg. A csupán mechanikus Z1, majd a már jelfogókkal is ellátott Z2 után megépítette a Z3-at, a világ első jól működő, programvezérlésű, kettes számrendszerben dolgozó, elektromechanikus számológépét. Zuse gépei Babbage készülékeihez hasonlóan működtek, de reléi révén sokkal gyorsabban. Zuse nagy tragédiája, hogy a náci Németország nem értékelte a munkáját és csak sokkal később ismerték el zsenialítását. Zuse gépe a ma is használt lebegőpontos számábrázolást alkalmazta és a vezérléshez egy ugyan kezdetleges, de programozási nyelvet használt, a Plankalkült.
Bal oldali képen: Konrad Zuse – Fénykép eredetije: www.computerhistory.org

A háborús években kezdett bele az IBM újabb komoly fejlesztésekbe. Ennek zászlóvivője volt az Automatic Sequence Controlled Calculator, más néven a Mark I, amit hat éves fejlesztés után a Harvard Egyetemen helyeztek üzembe. Ez volt az első gép, amely a hosszú számításokat automatikusan végre tudta hajtani. 50 láb hosszával, 8 lábnyi magasságával és csaknem 5 tonnás tömegével a Mark I valódi kolosszus volt; 1 másodperc alatt oldott meg egy összeadást, kb. 6 másodperc volt a szorzás, míg az osztás kb. kétszer annyi volt.

Ezen elektromechanikus gép a számok tárolására 72 db számlálót tartalmazott, ezek mindegyike 23 számjegyet és egy előjelet tudott tárolni. 60 további regiszter is volt benne az állandók tárolására, ezeket kézi vezérlésű kapcsolókkal lehetett beállítani. További három egység tartozott hozzá, ezekkel a logaritmus-, az exponenciális és a szinusz/koszinusz-függvény értékeit lehetett számítani. A gépet egy papírszalag segítségével lehetett vezérelni, amelyre sorosan vitték fel a gépnek szóló utasításokat vagy parancsokat. Minden utasítás 3 részből állt: az első azt mutatta, hol található az adat, a második azt, hogy hol kell tárolni a végeredményt, a harmadik azt, hogy milyen műveletet kell végezni.

Mark I - Kép eredetije:

http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/markI/markI_intro.html

Idővel az Egyesült Államok Haditengerészete és Légiereje vette át kezelését, mivel lőelemszámításokat végeztek segítségével.

Hamarosan megépült a MARK II, III., és IV., amik a sorozat első tagjának fejlesztései voltak. De mégsem ez vezetett a sikeres megvalósuláshoz! A valódi sikert az IBM azon felismerése hozta meg, hogy a tudományos társadalomnak nem bonyolult számításokat gyorsan végző gépek, hanem elektronikus úton, digitális számjegyekkel dolgozó valódi "gondolkodó" számítógépek kellenek. Az elektromechanikus gépek zsákutcáját mi sem jellemzi jobban, mint az, hogy az ENIAC néven megépült első valódi gép ugyanabban az évben készült el, mint a MARK II. (1946) és az ENIAC működési sebessége 500-szorosa volt a vetélytársának.

Gyakorlatilag ugyanezen kívánalmakat fogalmazta meg Kalmár László és Alan Mathison Turing is. Ez utóbbi amerikai matematikus az 1930-as években elsőként adta meg a program és a programozható számítógép modelljét. Ez a modell lett a róla elnevezett Turing-gép. 1937-ben bebizonyította, hogy létezik olyan programozási feladat, amely nem oldható meg: megmutatta, hogy kizárólag a rekurzív függvények programozhatók, de azok mindig. Képen: Alan Turing.