Šā gadsimta 30. gadu sākumā vēl tika veidoti liela izmēra
elektromehāniskie skaitļotāji. Kaut arī visi skaitļotāji
rēķina, tomēr izšķir divus to veidus: analogās skaitļojamās
mašīnas un ciparu skaitļojamajās mašīnas. Analogo skaitļotāju
darbs saistīts ar nepārtrauktiem fizikālo lielumu mērījumiem,
atmosfēras spiediena, temperatūras u. c. mērījumiem, bet ciparu
skaitļotāja darbs ar skaitīšanu.
Piemērs analogajai skaitļošanas mašīnai ir spidometrs. Tas, mērot
riteņu griešanās ātrumu, pārrēķina un uz savas skalas parāda
automašīnas pārvietošanās ātrumu nobrauktos kilometrus stundā.
Pirmo analogo skaitļotāju 1930. gadā izveidoja amerikānis
Vannevers Bušs. Tāpēc daudzi uzskata, ka V. Bušs un nevis Č. Bebidžs
ir īstais datoru tēvs. V. Buša mašīna spēja ātri atrisināt
sarežģītus matemātiskus uzdevumus. Tā strādāja, izmantojot elektrisko
strāvu, bet informācijas glabāšanai tika izmantotas elektriskās
lampas, līdzīgas tām, ko lietoja tā laika radioaparātos.
Tomēr V. Buša skaitļotājs sastāvēja no ļoti daudzām detaļām, kas
visas kopā aizņēma lielu zāli. Nav grūti iedomāties, ka tāds
skaitļotājs svēra ļoti daudz. Pat vēlāk (1942. gadā) izveidotais
modelis svēra 200 tonnu.
Mūsdienās analogos skaitļotājus galvenokārt izmanto, lai risinātu
zinātniski tehniskas problēmas.
Šā gadsimta 30. gadu beigās parādījās elektronu skaitļojamo mašīnu
pirmie projekti.
1937. gadā ASV Aiovas štata universitātē profesors Džons Vincents
Atanasovs (pēc izcelsmes bulgārs) sāka darbu pie elektronu
skaitļojamās mašīnas (ESM) radīšanas. Mašīna bija paredzēta dažu
matemātiskās fizikas uzdevumu risināšanai.
Dž. Atanasovs izstrādāja un saņēma patentu par elektronu shēmām,
kuras izmantoja ESM iekārtu radīšanā. Kopā ar savu aspirantu Klifordu
Beriju viņi izveidoja šauri orientētu elektronisku skaitļotāju, ko
nosauca par ABC (AtanasoffBerry Computer).
Par automātiskās skaitļojamās mašīnas pirmo izveidotāju tiek
uzskatīts vācu zinātnieks un inženieris Konrāds Cuze (K. Zuze).
Darbus viņš sāka 1933. gadā, bet 1936. gadā izgatavoja mehāniskās
skaitļošanas mašīnas modeli, kurā izmanto bināro skaitīšanas sistēmu,
skaitļu attēlošanu ar peldošo komatu, programmēšanu trīsadrešu
sistēmām, perfokartes. Nosacītā pāreja programmēšanā netiek
paredzēta.
Par elementu bāzi K. Cuze izmantoja relejus, kuri tajā laikā tika
izmantoti daudzās tehnikas nozarēs.
1938. gadā K. Cuze izgatavoja mašīnas modeli Z-1, gadu vēlāk
modeli Z-2, bet vēl pēc diviem gadiem 1941. gadā beidza darbu
pie savas universālās mašīnas trešā modeļa Z-3.
Mašīnas darbības pamatā bija elektromagnētiskie releji. Mašīna
izpildīja 8 komandas, tai skaitā 4 aritmētiskas darbības un
kvadrātsaknes izvilkšanu. Mašīna sastāvēja no 2600 relejiem.
Šī mašīna tika demonstrēta Vācijas Aviācijas zinātniski pētnieciskajā
centrā. Mašīnas atmiņā varēja novietot 64 skaitļus (22 zīmju) ar
peldošo komatu (7 vietas kārtai, 15 mantisai).
Datus ievadīja ar klaviatūras palīdzību, kur skaitļi doti decimālajā
sistēmā. Ir paredzēts ciparu izvads, kā arī automātiska decimālās
sistēmas skaitļu pārveidošana binārajā sistēmā un otrādi. Programma,
kas nodrošina mašīnas darbību, tika ievadīta ar divceliņu perfolentes
palīdzību.
Modeļa Z-3 darbības ātrums: saskaitīšana 0,3 sekundes,
reizināšana 4,5 sekundes. Visi šie mašīnu modeļi tika iznīcināti
Otrā pasaules kara laikā bombardēšanā. Pēc kara K. Cuze izveidoja
modeļus Z-4 un Z-5.
1945. gadā K. Cuze izveidoja valodu Plankalkül (plānu izskaitļošana),
kuru var attiecināt uz algoritmisko valodu agrīnajām formām.
Neatkarīgi no K. Cuzes pie releju automātisku skaitļošanas mašīnu
izveides ASV strādāja Džordžs Štibics un S.Viljamss.
Dž. Štibics, kurš strādāja firmā Bell, uz telefonu relejiem samontēja
pirmās summējošās shēmas. 1940. gadā Dž. Štibics kopā ar S. Viljamsu
izveidoja komplekso skaitļotāju (Complex Calculator) jeb releju
interpretatoru, kas vēlāk kļuva pazīstams kā specializētais releju
dators Bell modelis 1. Mašīnu demonstrēja amerikāņu matemātiķu
biedrības sēdē tajā pašā gadā. Demonstrācijas laikā mašīna ievadīja
divus kompleksus skaitļus, ko saņēma pa telegrāfu, un ieguva šo
skaitļu reizinājumu, kuru savukārt attēloja uz telegrāfa drukas
iekārtas, kas atradās sēžu zālē. Izveidotais skaitļotājs maksāja
50 000 dolāru.
Turpmākajos gados tika izveidoti vēl četri šīs mašīnas modeļi.
Pēdējais modelis (5.) tika izgatavots 1946. gadā. Šī mašīna bija
vispārējas nozīmes dators, kurš sastāvēja no 9000 relejiem, aizņēma
90 m2 lielu platību un svēra 10 tonnu. Saskaitīšanas operācija uz
šīs mašīnas ilga 0,3 sekundes, bet reizināšana 1 sekundi. Datu
ievadam tika izmantota perfolente, izvadam standarta teletaipa
iekārta.
Citu ideju releju skaitļotājam 1937. gadā izvirzīja Hārvarda
universitātes aspirants fiziķis H. Aikens, kurš
veidoja mašīnu Mark. Par viņa ideju ieinteresējās firma IBM.
Īpaši interese pēc ātriem un precīziem aprēķiniem pieauga Otrā
pasaules kara laikā (19391945). Kādiem mērķiem bija nepieciešami
skaitļotāji karotājiem? Pirmām kārtām, lai risinātu ballistikas
(zinātnes par artilērijas šāviņu lidojuma trajektoriju) uzdevumus.
Lai tos atrisinātu, bija jāņem vērā daudzi faktori. Cik tālu ir
mērķis? Kāda veida lādiņi tiek izmantoti? Kāds ir gaisa blīvums
dotajā brīdī, kas jāpārvar lādiņam lidojuma laikā? Kā jānotēmē
lādiņš, lai iznīcinātu doto objektu? Pat gaisa temperatūra un
augsnes blīvums, uz kuras atrodas ierocis, būtiski ietekmē šāviena
precizitāti.
Lai paaugstinātu šāviena precizitāti, tika lietotas iepriekš
sagatavotas ta-bulas, kuras tika dēvētas par uguns virzīšanas
tabulām. Šādu tabulu izveidošana ir ļoti darbietilpīga. Pat tad,
ja armijā vairāk nekā simts cilvēku nodarbotos ar šādu tabulu
izskaitļošanu, vienas tabulas sastādīšanai būtu nepieciešami
vairāk nekā divi mēneši. Lai paātrinātu un precizētu šo darbu,
tika veidota skaitļojamā mašīna Mark1.
1939. gadā sākās mašīnas projektēšana un izgatavošana. Darbs pie
šīs mašīnas, kuru vēlāk nosauca par Mark1,
turpinājās 5 gadus.
Konstrukcijas pamatā bija mehāniskie divpozīciju slēdži releji,
kuri mehāniski saslēdzas un atslēdzas līdzīgi vecajiem telegrāfa
slēdžiem. Arī pārējās mašīnā izmantojamās detaļas skaitītāji,
drukas mehānismi, iekārtas perfokaršu ievadam un perforācijas
iekārtas bija tajā laikā firmas IBM ražoto tabulatoru
standartdaļas.
Tāpat kā Č. Bebidža analītiskajā mašīnā, arī mašīnā Mark-1
skaitļi tika glabāti reģistros, kas sastāvēja no decimālo
skaitļu riteņiem. Tādu reģistru bija 72. Bez tiem mašīnai
vēl bija 60 papildu reģistri, kur ar roku varēja ievadīt
skaitļus pirms skaitļošanas sākšanas. Taču šiem skaitļiem
bija jāpaliek nemainīgiem. Mašīnu vadīja ar speciālu programmu,
kuru uzdod ar 24 celiņu perfolentes palīdzību. Jauns elements
zobrats, kurš, pārtinot lenti, nodrošina mašīnas vadību. Taču
kā jebkura mehāniska iekārta, Mark1 nav ar tādu ātrdarbību,
lai nodrošinātu kvalitatīvu lēcienu skaitļošanas tehnoloģijā.
Šī mašīna, strādājot ar 23 zīmju decimāliem skaitļiem,
saskaitīšanu izpilda 0,3 sekundēs, bet reizināšanu 3
sekundēs.
Mašīnas trūkums netika paredzētas nosacītās pārejas komandas.
Tomēr savu dzīvotspēju mašīna pierādīja 15 nepārtraukta darba
gados.
Tūlīt pēc pirmās mašīnas izveidošanas Hārvarda grupa H. Aikena
vadībā sāka darbu pie mašīnas Mark2, kurā par atmiņas iekārtu
skaitļiem kalpoja elektromehāniskie releji. Tā kā relejiem
raksturīgi divi stabili stāvokļi, bet doma atteikties no
desmitnieku sistēmas konstruktoriem vēl nebija ienākusi prātā,
tad skaitļi mašīnā tika pierakstīti jauktā divnieku un desmitnieku
sistēmā, proti katrs decimālās sistēmas cipars tika izteikts
divnieku sistēmā un glabājās grupā, kas sastāvēja no 4 relejiem.
1947. gadā izgatavotā mašīna Mark2 sastāvēja no 13 000 tādu
releju.
Viena no vispilnīgākajām releju mašīnām bija padomju releju
skaitļojamā mašīna PBM1,
ko piecdesmito gadu sākumā konstruēja inženieris Nikolajs
Besonovs (19061963). Mašīna tika izgatavota 1956. gadā. Tā
sastāvēja no 5,5 tūkstošiem releju. Mašīnas ātrdarbība bija 50
saskaitīšanas vai 20 reizināšanas operāciju 1 sekundē. Tādu
ievērojamu ātrdarbības palielinājumu Besonovam izdevās iegūt,
pateicoties viņa paša izgudrotajam aritmētisko operāciju izpildes
kaskādes principam. Tālākā tehniskā pilnveidošana tik tālu uzlaboja
mašīnas drošumu un eksplutācijas kvalitāti, ka šī mašīna strādāja
līdz 1965. gadam un konkurēja ar jau strādājošo ESM.
PBM1 izmantošana izrādījās samērā izdevīga ekonomiska rakstura
uzdevumos, kad jāapstrādā ļoti lieli informācijas masīvi, kuros ir
samērā neliels skaits izskaitļošanas operāciju. Tālab šīs mašīnas
plaši tika izmantotas 1961.1962. gadā (pēc naudas maiņas) jauno
cenu izskaitļošanai.
Sakarā ar veselu virkni trūkumu, releju mašīnas eksistēja neilgi.
Galvenie trūkumi: 1) nebija atmiņā glabājamas programmas, varēja
izmantot tikai operatīvās atmiņas nelielās iespējas; 2) mašīna
darbu veica samērā lēni, ko noteica elektromehānisko pārslēdzēju
zemais ātrdarbīgums. Tomēr, neraugoties uz to, releju mašīnas
skaitļošanas vēsturē ieņem goda vietu starp pirmajām skaitļošanas
mašīnām ar programmas vadību.