Datorns historia sträcker sig över den tid då människan konstruerat maskiner för att göra beräkningar och bearbeta data. Räknemaskiner har funnits i flera hundra år, men det var först på 1900-talet som de blev elektriska. Det vi kallar datorer omfattar egentligen många helt skilda koncept: dels utrustning avsedd att underlätta beräkningar (därav den engelska termen computer, som används på flera språk, resp. matematikmaskin), dels utrustning som hanterar stora mängder information, data, (därav det franska ordet ordinateur och svenska datamaskin, senare dator) och utrustning för att styra apparater med hjälp av logiska beslut (styrsystem). Beräkningar kan ske med analog dator som utför operationer på spänningar steglöst med hjälp av elektroniska komponenter, eller med digital dator, där ett tal representeras av en oftast decimal, hexadecimal, oktal eller binär kodning och beräkningen sker med diskreta spänningsnivåer som representerar siffervärden.

Föregångare till elektroniska datorer samt stickspår miniatyr|Blaise Pascals räknemaskin. Kulram och räknesticka var tidiga hjälpmedel som människan skapade för att underlätta beräkningar, men dessa kan inte själva utföra någon beräkning och har så låg komplexitet att de inte kallas dator. Den första apparat som har kallats dator är antikytheramekanismen, en avancerad mekanisk konstruktion (kugghjul) använd i antika Grekland från första århundradet f.Kr., en analog dator för beräkning av alla synliga planeters lägen vid en viss tidpunkt.

Blaise Pascal uppfann 1642 den första mekaniska räknemaskinen, vilken kunde addera och subtrahera och kan ses som en föregångare till datorn. Tre decennier senare konstruerade Gottfried Wilhelm von Leibniz en maskin som dessutom klarade multiplikation och division.

På 1700-talet utvecklades hålkortet som användes till programstyrda vävmaskiner.

miniatyr|Additionskomponent av Charles Babbages differensmaskin, konstruerad efter hans död. miniatyr|Rekonstruktion av Zuses Z1 Därefter stagnerade utvecklingen fram till 1820-talet, då Charles Babbage presenterade ritningarna till differensmaskinen, i princip en mekanisk dator vars program var förutbestämt av själva utformningen. Babbage uppfann därefter den analytiska maskinen 1834, en fullt programmerbar mekanisk dator med arbetsminne, processor, hålkortsläsare för inmatning samt utdataenheter för skrift och stansning av hålkort. Dock led konstruktionen av mekaniska problem och färdigställdes aldrig. Ada Lovelace skrev de första datorprogrammen för den analytiska maskinen, och programspråket "Ada" är namngett efter henne.

Under emigrationen från Europa till USA under 1800-talet gjorde man vart tionde år folkräkningar som för vart decennium tog allt längre tid. För att förenkla folkräkningen i USA anordnades en tävling 1890 som gällde att konstruera en maskin som kunde underlätta arbetet. Herman Hollerith som byggt en hålkortsmaskin vann tävlingen och startade sedan Computer-Tabulating-Recording Company som 1924 bytte namn till International Business Machines Corporation, dvs. IBM.

Reläer hade sedan 1800-talet använts i styrsystem och grunderna för digitaltekniken började ta form och på 1930-talet kom runtom i världen, i Europa, USA och Japan, initiativ till mera avancerade tillämpningar än enbart binärt kombinerande av villkor och Claude Shannon, skrev 1937 om systematisk teori för digitalteknik med boolesk algebra och binär aritmetik.

Den analoga elektroniken hade utvecklats med förstärkare omkring elektronrör, och operationsförstärkaren användes av bland andra Bell Telephone Company på 1930-talet, en standardkrets som såldes som färdiga moduler från 1952 efter en idé av George Philbrick. Under 30-talet började man på allvar göra "matematikmaskiner", analoga datorer, som kunde utföra ganska avancerade beräkningar. Inom reglertekniken hade mekaniska lösningar funnits i hundratals år, men med elektronrör blev det praktiskt att förstärka felsignaler på ett kontrollerbart sätt för reglering av en process.

År 1944 skapade Howard Aiken vid Harvarduniversitet i USA den decimala datorn Harvard Mark I, inspirerad av Babbages verk, och använde Harvardarkitekturen.

Analogimaskiner i Sverige I Sverige byggdes den första elektroniska analogimaskinen vid KTH 1949 för att bemöta flygvapnets behov av att göra beräkningar. År 1950 byggdes en mekanisk maskin vid Chalmers för att genomföra beräkningar inom hållfasthetslära och elektronik.

Konrad Zuses datorer I början på 1930-talet ställdes den tyska ingenjörsstudenten och doktoranden Konrad Zuse inför komplexa beräkningssituationer med omfattande linjära ekvationssystem och började fundera på hur man kunde beräkna dem med en maskin, bättre än samtidens mekaniska räknemaskiner och räknestickor. Han började arbeta som ingenjör hos en flygplanstillverkare, men sade upp sig för att ägna sig åt datorprojektet på heltid och 1936–1938 färdigställde han den första elektromekaniska datorn, Z1, baserad på 20000 elektromagnetiska reläer. Den hade ALU (aritmetisk logisk enhet), kontrollenhet, arbetsminne på 64-ord av 22-bitars RAM-minne, inmatning skedde via tangentbord och hålremsa och utmatning på en liten display som visade svaren, de binära flyttalsresultaten, decimalt. Hastigheten var dock begränsad, 1 Hz klockfrekvens. Zuse lär ha påverkats av teorin för Turingmaskinen. Z1 följdes av datorerna Z2, Z3 och Z4 i samarbete med Helmut Schreyer. Z3 från 1941 var den första tillförlitliga verkligt programstyrda datorn, med 9 instruktioner, och innehöll 2000 reläer, och kunde beräkna kvadratrot på 5 sekunder. 1937 designade dr Zuse en dator med von Neumann-arkitektur, efter att 1936 ha sökt patent på idén, men saknade resurser att bygga den. Även villkorliga hopp var en idé som han inte fick med i de tidiga maskinerna. De övervägde att bygga datorer med elektronrör och sökte anslag för projektet hos Luftwaffe som tyckte det var ett onödigt projekt ur deras militära synvinkel. En annan, dr Pannke, uttryckte att "allt som kan uppfinnas inom området beräkningsmaskiner är väl redan klart", tills han fick se Z1 och genast gav ett forskningsbidrag. Hans första arbetsgivare beställde två processtyrningsdatorer, världens första digitala, S1 och S2 (1942–1944), som gjorde beräkningar på flygplansvingar med hjälp av ett hundratal mätgivare. Under 1942–1946 designade Zuse även världens första högnivåspråk Plankalkül, med avsikt att kunna programmera sina maskiner. Han tog fram programstrukturer för olika tillämpningar, bland annat schackspel, och uttryckte att om 50 år ska en dator "kunna slå en schackvärldsmästare", vilket också skedde 1997 (Deep Blue versus Garry Kasparov).

Apparaterna förstördes till stor del 1944 när de allierade bombade Berlin under andra världskriget, och hans verk påverkade därför inte utformningen av senare datorer nämnvärt. Den halvfärdiga Z4 kom dock att räddas undan bombningarna och byggdes klart 1948. Högskolan ETH-Zürich beställde en vidareutvecklad version av Z4 som var klar 1950, trots att man i USA redan hade lyckats med elektronrörsbaserade datorer, vilket ändå blev en framgång för ETH och Zuse. Han fortsatte utvecklingen med reläer, elektronrör, transistorer och slutligen TTL-logik i Z43 från 1964 och sålde ca 250 datorer, innan företaget köptes upp av Siemens AG. Redan 1958 konstruerade han en parallelldator med 50 processorer, vilken dock inte kunde byggas praktiskt med den tidens teknik.

Tidiga elektroniska datorer Den moderna datorhistorien tar sin avstamp i den första generella elektroniska datorn ENIAC (Electronic numerical integrator and calculator), men bygger även på Atanasoffs ABC-Computer och Alan Turings arbete i Bletchley park och EDSAC. Flera projekt existerade samtidigt, med nära koppling till militären och forskningsvärlden vid amerikanska och brittiska universitet.

Atanasoffs ABC-computer Doktoranden John Vincent Atanasoff behövde 1929 göra avancerade beräkningar och upplevde att tidens analoga datorer hade för stora begränsningar och funderade på digital approach, med binära beräkningar, som inte led av samma noggrannhetsproblem. 1937 skissade han upp en dator som skulle arbeta med binära beräkningar (alla då kända maskiner var decimala) och digitalt, bygga på elektronrör och skulle ha ett dynamiskt arbetsminne med kondensatorer (med "refresh" som i dagens PC-datorer). Han byggde tillsammans med Clifford Berry maskinen ABC-computer (Atanasoff-Berry Computer) under 1937–1941 med anslag från Iowa State University, med avsikt att kunna beräkna stora linjära ekvationssystem. Maskinen fungerade i det mesta, men led av sporadiska tekniska problem med det elektroniska sekundärminnet som Atanasoff uppfunnit för lagring av resultaten, nog för att hindra praktiskt bruk på universitetet. På grund av USA:s inträde i andra världskriget fick han lämna universitetet och värvades in i Amerikanska förenta staternas Flotta, US Navy innan det tekniska problemet med lagringen var löst, under löfte om att universitetet skulle hantera patentansökan och vidare utveckling, vilket dock inte skedde. När han återkom 1948 för att se maskinen var den sedan länge skrotad. Att patentansökan inte hanterats korrekt gjorde att andra kunde använda hans lösningar och dr Atanasoff tjänade aldrig några pengar på sin uppfinning.John Atanasoff's ABC-computer

Storbritannien: Bletchley Park och EDSAC Alan Turing tog redan 1936 fram en omfattande teori för datorfunktionalitet, den hypotetiska Turingmaskinen, som dock inte byggdes. I artikeln Cumputer machinery and intelligence (1950), förutspådde han artificiell intelligens och introducerade Turingtestet, baserat på frågan "kan en maskin tänka?". miniatyr|Colossus, 1943 Den brittiska regeringen lät under andra världskriget, under stor sekretess, bygga apparater för att avkoda Tysklands krypterade meddelanden, vid det så kallade Bletchley Park: Apparaten Bombe dechiffrerade enigmakryptering med hjälp av Alan Turings metoder, och den mer avancerade Colossus avkodade Tunny-meddelanden. Colossus har beskrivits som den första storskaliga elektroniska datorn och var i bruk 1943, men påverkade inte den övriga utvecklingen, eftersom den var sekretessbelagd i tre decennier. Vid Cambridge utvecklades istället datorn EDSAC som 1949 blev den första som lagrade program för reguljär användning.

ENIAC - den första generella elektroniska datorn

miniatyr|Eniac. John Mauchley, en fysikprofessor vid University of Pennsylvania konstruerade tillsammans med doktoranden Presper Eckert den decimala datorn ENIAC på uppdrag av den amerikanska armén för beräkning av projektilbanor. Mauchley hade redan fått bekanta sig väl med Atanasoffs ABC-computer, under en veckas besök hos denne i juni 1941, vilket han senare medgav i en rättsprocess som han förlorade. ENIAC, som börjat byggas 1943, stod färdig först 1946, när kriget som den var byggd för var över. Datorn, som var baserad på elektronrör och reläer, skapade dock stort intresse inom forskarvärlden och utgjorde början på en explosionsartad utveckling, då Tyskland låg i ruiner efter kriget.

von Neumann-arkitekturen

John von Neumann, som varit inblandad i ENIAC-projektet, insåg att istället för att programmeras genom inställningar av reläer och kabeldragningar skulle datorprogram kunna lagras i datorns minne tillsammans med data, vilket han definierade 1945. Baserat på detta skapade han designen för IAS-maskinen, som byggdes 1952, och principen användes även i Maurice Wilkes dator EDSAC 1949 och de svenska datorerna BESK, SARA och SMIL. Sedan dess har von Neumann-arkitekturen oftast varit den rådande principen för utformning av datorer. Harvardarkitekturen används emellertid ofta för att öka prestanda.

Elektroniska datorer - efterkrigstiden