Cho đến nay máy tính đã phát triển qua bao nhiêu thế hệ

Nhiều thiết bị đã được dùng để trợ giúp con người trong việc tính toán từ cách đây hàng ngàn năm, sử dụng tương ứng một-một với ngón tay của chúng ta.[k] Thiết bị đếm sớm nhất có thể là que tính. Sau đó những thiết bị hỗ trợ việc lưu giữ số liệu tại vùng Trăng lưỡi liềm màu mỡ bao gồm các hình thù đất sét, đại diện cho số đếm các vật, có thể là thú nuôi hay thóc lúa, được dán kín trong thùng chứa.[l][3] Bàn tính được dùng trong công việc liên quan đến con số. Bàn tính La Mã được dùng tại Babylonia từ năm 2400 TCN. Kể từ đó, nhiều loại bàn hoặc thẻ dùng để đếm đã được phát minh ra. Trong phòng tính toán vào thời trung cổ, một miếng vải để tính toán được đặt trên bàn, và các vật ghi di chuyển xung quanh theo một quy luật nào đó, như một cách hỗ trợ tính tổng tiền.[m][4]

Một số máy tính tương tự được xây dựng vào thời cổ đại và trung cổ để thực hiện các phép tính thiên văn. Nó bao gồm máy Antikythera và dụng cụ đo độ cao thiên thể của Hy Lạp cổ đại (khoảng 150-100 TCN), và nói chung được xem là những máy tính cơ khí đầu tiên.[5] Những dạng thiết bị cơ khí đầu tiên được dùng để thực hiện một số loại phép tính bao gồm bình đồ địa cầu; một số phát minh của Abū Rayhān al-Bīrūnī (khoảng 1000 CN); Equatorium của Abū Ishāq Ibrāhīm al-Zarqālī (khoảng 1015 CN); máy tính thiên văn theo kỹ thuật tương tự của những nhà thiên văn và kỹ sư Hồi giáo thời Trung cổ, và Tháp đồng hồ thiên văn của Tô Tụng trong thời kỳ nhà Tống.

John Napier (1550–1617) đã ghi rằng phép nhân và phép chia các số có thể thực hiện lần lượt bằng phép cộng hoặc trừ logarit của các số đó. Khi tạo ra bảng logarit đầu tiên Napier cần phải thực hiện nhiều phép nhân, và nhờ vào điểm này mà ông thiết kế ra Napier's bones, một thiết bị giống như bảng tính được dùng để nhân và chia.[6] Vì số thực có thể được biểu diễn bằng chiều dài hoặc khoảng cách trên một đường thẳng, thước loga được phát minh vào những năm 1620 cho phép thực hiện phép nhân và chia nhanh hơn rất nhiều so với trước đó.[7] Thước loga được nhiều thế hệ kỹ sư và những công nhân chuyên nghiệp cần toán nhiều sử dụng từ lúc đó, cho đến khi có phát minh máy tính bỏ túi. Các kỹ sư trong chương trình Apollo với mục tiêu gửi con người lên Mặt Trăng đã thực hiện nhiều phép tính toán trên thước loga, với độ chính xác đến ba hoặc bốn con số.

Vào năm 1623, Wilhelm Schickard đã tạo ra chiếc máy tính cơ khí kỹ thuật số đầu tiên và do đó trở thành cha đẻ của kỷ nguyên máy tính.[8] Vì chiếc máy của ông sử dụng nhiều kỹ thuật như răng và bánh răng được phát triển đầu tiên dành cho đồng hồ, nó còn có tên 'đồng hồ tính toán'. Nó được sử dụng vào thực tế nhờ người bạn của ông, Johannes Kepler, người đã tạo ra cuộc cách mạng về thiên văn học. Tiếp sau đó là những bộ máy do Blaise Pascal (Pascaline, 1642) và Gottfried Wilhelm von Leibniz (1671) sáng chế. Máy tính nguyên thủy của Pascal (1640) hiện còn được bảo quản tại Bảo tàng Zwinger.

• "Thật là không đáng khi những con người xuất sắc lại mất hàng giờ để làm công việc tính toán như nô lệ trong khi nó có thể được giao cho bất cứ ai nếu máy móc được sử dụng." —Leibniz

Khoảng năm 1820, Charles Xavier Thomas đã tạo thành công chiếc máy tính cơ học được sản xuất hàng loạt đầu tiên,[9] Máy kế toán Thomas, nó có thể cộng, trừ, nhân, và chia. Nó dựa chủ yếu vào công trình của Leibniz. Những chiếc máy tính cơ học, như máy cộng trừ cơ số 10, máy đếm, Monroe, Curta và Addo-X vẫn còn được sử dụng cho đến những năm 1970.

Leibniz cũng đã mô tả hệ thống số nhị phân,[10] một thành phần cốt lõi của mọi máy tính hiện đại. Tuy nhiên, cho đến những năm 1940, nhiều thiết kế sau đó (bao gồm những chiếc máy của Charles Babbage vào những năm 1800 và thậm chí ENIAC năm 1945) vẫn dựa trên hệ thập phân;[n] Máy đếm vòng của ENIAC đã vượt qua phép tính của các bánh xe số trong máy cộng cơ học.