继ENIAC计算机之后，美国、英国、日本等国家一些大学的研究机构和大公司纷纷着手研制新的电子计算机，经过五十多年的时间，电子计算机的面貌已经焕然一新了。
㈠.理论上的突破：
ENIAC计算机和当时的其它计算机一样，也有存贮数据的存贮器，但指令本身存贮在计算机其它部件的电路中，因此在ENIAC计算机运行之前，必须先按照程序的要求用人工将相应的电路接通，这种工作需要若干操作员干许多天。ENIAC计算机的这一缺陷引起了冯•诺伊曼的注意。
冯•诺伊曼在第二次世界大战开始以后，由抽象数学转到应用数学学科领域，他与美国宾夕法尼亚大学摩尔电机系的一个研究小组合作，创建和发展了存贮程序的概念，并写入公元1946年6月关于电子计算机逻辑设计初步探讨的报告。在报告中，冯•诺伊曼提出了全新的存贮程序通用电子计算机的EDVAC方案(ElectronicDistreteVariableAutomaticComputer)即离散变量自动电子计算机。这个EDVAC方案确立了后来电子计算机的五个基本部件：输入器、运算器、存贮器、控制器和输出器，而且最重要的是指令也和数据一样存放在存贮器中。在总结ENIAC计算机的基础上，冯•诺伊曼提出了五条极为重要的建议：
①新的计算机应采用二进制，而不是用十进制；
②应当用延迟线和记忆屏作为存贮器(当时为1024字)；
③对存贮器和运算器进行逻辑设计；
④采用内部程序或称存贮程序控制计算机，要计算机所做的事均需编码且能够处理；
⑤把各种数学问题化为可以编写程序的算法，发展为计算机科学和计算数学。
冯•诺伊曼的这些重要贡献至今还在深深地影响着整个计算机工业，现代的电子计算机也因此被称为冯•诺伊曼型计算机。
遵循冯•诺伊曼的建议，英国剑桥大学的莫利斯•威尔克温等人完成了EDSAC计算机的研制。EDSAC计算机是一台使用电子管元件、采用二进制和存贮程序方式的计算机，其加、减法运算每秒钟可作六百七十次，乘法运算为每秒钟一百七十次，而且采用了穿孔纸带输入程序和数据，输出的计算结果则采用电传打印机，这与当代计算机是非常相似的。
从现在的眼光看，一种计算机设备如果不是采用程序存贮方式，即便它是由大规模集成电路组成的，也不能称为现代计算机。因此，也有人认为EDSAC计算机才是真正的第一台电子计算机。
㈡.物理器件的发展：
仔细观察整个计算机工业的发展历程，我们不难发现：计算机的发展几乎都是随着物理器件的不断革新而发展的。随着物理器件的发展，人们一般根据逻辑元件种类将计算机的发展分为几个阶段：
从公元1946～1957年，称为电子管时代(Vacuumtube)，所产生的计算机叫做第一代计算机。这个时期的电子计算机都采用电子管作为基本逻辑电子元件，用延迟线或磁鼓作为主存贮器。软件上使用机器语言编程，主要用于计算。在这期间计算机的速度慢、可靠性差、体积庞大、功耗高、价格昂贵，使用不普遍。第一台商品化电子管计算机UNIVAC-Ⅰ是在公元1950年诞生的，因此人们普遍把它定为第一代计算机的起点。
从1958～1964年，称为晶体管时代(Transistor)，所产生的计算机叫做第二代计算机。这个时期的电子计算机大都采用晶体管取代了电子管作为基本逻辑电子元件，开始适用磁芯作为主存贮器。软件上开始使用监控程序和高级程序设计语言。监控程序是操作系统的前身，采用监控程序对计算机进行管理之后，使计算机作业能自动成批完成，从而大大提高了计算机的运行效率。第二代计算机上使用的高级程序设计语言主要有FORTRAN、ALGOL和COBOL，前两种适于作数值计算，后一种适于进行事务处理。在这期间计算机的速度大大加快、可靠性增高、体积减小、功耗降低、价格降低，应用面进一步扩大，计算机的使用范围除了数值计算外，开始用来作数据处理和过程控制。
从1965～1977年，称为集成电路时代(IntegratedCircuit)，所产生的计算机叫做第三代计算机。这个时期的电子计算机大都采用大、中、小集成电路取代了晶体管作为基本逻辑电子元件。软件上普遍采用了功能较强的操作系统，各种程序语言和数据库技术相继出现。外部的卡片存贮器、磁鼓存贮器和磁带存贮器也被磁盘和激光光盘存贮器所取代。在这期间计算机的体积与功耗进一步减小、可靠性与速度进一步提高，价格也大为降低，应用面普遍扩大，计算机的机种开始多样化、系列化，外部设备的种类和性能都不断增加和提高。
从1977～1982年，称为超大规模集成电路时代，所产生的计算机叫做第四代计算机。这个期间的电子计算机发生了重大的根本变化，将一个小型计算机的运算与控制部件制作在一个集成电路芯片上，诞生了微处理器(MicroProcessor)，从而产生了微型计算机(MicroComputer)。主存贮器已由磁芯存贮器过渡到由更加可靠的半导体存贮器组成。由于各种逻辑芯片的出现，使人们能够组装出巨型计算机，并为计算机的网络化创造了有利的条件，带动了计算机技术的更迅猛发展。从1982～1996年，不仅运算控制器发生了变革，而且在存贮器、输入设备、输出设备上也纷纷更新换代，但就计算机类型本身而言，在技术上并没有新的突破。
从1982年起，第五代计算机开始研制，它与前四代计算机的本质区别在于：其功能将从信息处理上升为知识处理，和人脑一样具有推理和学习的功能，可以听懂人类的语言，能够识别物体、图形和声音，是一个全新的智能计算机系统，真正叫作智能电脑。目前，计算机系统已经初具智能电脑的规模，如IBM公司研制的绰号为深蓝的计算机，在1998年通过学习和训练，能够与世界级国际象棋大师帕斯基耶夫对弈，并以2:1的比分击败了这位世界大师级的国际象棋冠军。
目前，第五代计算机还在深入的研制过程中，尚无商品化的产品推出。但我们相信，随着计算机科学与技术的飞速发展，在不久的将来人们就能够用上这种新型的智能计算机服务于人类社会。
早期的计算机主要是用来进行数值计算德，输入和处理的对象是数字，处理的方法是数值计算方法，输出的结果也是数值。当时的计算机仅仅是少数科学家和工程师手中专用的昂贵仪器，主要用于极为秘密的军事目的。电子计算机诞生后不久就突破了这个界线，由于电子计算机的逻辑功能，使它除了处理数值外，还可以处理各种字符、表格、单据、资料、图形、图像乃至文字、语言、声音等等，这些都是计算机的非数值应用。计算机的非数值应用在计算机发展历程中是一个巨大的跃变，它使计算机走出了科学家、工程师和军事家的高阁而进入到社会的各个方面，随着计算机工业的第二次变革即微型计算机的问世，计算机开始真正进入了千千万万的寻常家庭。
㈢.存贮器件的发展演变：
电子计算机存贮器件的发展经历了很长的演变过程，从延迟线存贮器、记忆屏存贮器到磁存贮器，经历了从二十世纪五十年代到今天的半个多世纪的历程，从二十世纪七十年代起，各式各样的存贮器逐渐被半导体存贮器和激光光盘存贮器所取代。
⑴.延迟线存贮器：
延迟线存贮器的全称是超声波延迟线存贮器，是普雷斯帕尔•艾克特对雷达专用延迟线的巧妙观察后创造的。
我们知道，由于超声波在介质体中的传播速度比电信号慢得多，为了实现电信号的延迟，就要将电信号经过压电晶体换能器转变为超声波，在声传导介质中传播一定时间后，再经过第二个换能器将之变回电信号。如果将一个脉冲信号调制到载波上，让它通过延迟线后立即返回到延迟线入口端，那么该脉冲就会周而复始地保存在这个延迟线中。如果延迟的时间足够长，就可以把一大串脉冲保存在延迟回路中，并用脉冲的有或无来表示1或0。最初的延迟线由压电晶体换能器和水银槽构成，后来又用镍线圈和磁滞伸缩换能器。为了能写入或读出信息，只要用适当同步了的信号去改变或感知调制脉冲即可。当年在ENIAC计算机中用作主存贮器的延迟线，曾经使用了三十二个水银槽，每个水银槽长一米，可以实现1毫秒钟的延迟，直到1954年，这种存贮器才被磁芯存贮器所淘汰。随着计算机工业的发展，现代大规模集成电路的动态随机存贮器(DRAM)又在一定意义上再现了当年延迟线存贮器的动态思想。
⑵.记忆屏存贮器：
记忆屏存贮器的全称是记忆屏幕阴极射线管，是英国的电子学家威廉姆斯发明的一种光电式存贮器。
阴极射线管的屏幕玻璃及其发光材料中的磷原子具有二次电子发射率，当一个高速电子轰击到屏幕上时，从被轰击点飞出的电子数必多于一个，因而该点带正电荷，可以记作1；而该点附近区域则由于接收低速电子而带负电荷，可以记作0。这样，当一连串断续的电子束扫过屏幕时，就可以把一连串的0和1存贮到屏幕上。需要读出信息时，就在屏幕的另一面设置电极，当读信号的电子束扫过屏幕时，靠电容效应从电极中取出信息，同时利用这一信号实现电子束的断续再重写该信息，以免记录在屏幕上的信息被读操作所破坏。多个阴极射线管可以并行或串行使用。1950年前后，每个阴极射线管屏幕上可以存贮1024位(1KB)信息，相当于三十二个长度为32位的字。不要小看这种传统的记忆屏存贮器，它的存贮方式至今还广泛地应用于显示静态图像或文字的设备中。
⑶.磁存贮器：
用来制备永久磁铁的硬磁材料在没有外加磁场时，也能保持磁化方向，这就是一种记忆效应。二十世纪四十年代后期，科学家们用硬磁材料做成磁环，靠通过环孔的电流脉冲来改变磁化方向。1950年，美国麻省理工学院的约翰•弗雷斯特研制成功基于这一原理的磁芯存贮器，并将该技术卖给了IBM公司。有意思的是，当时IBM公司提出按每个磁芯给付一美分的提议时，被约翰•弗雷斯特一口回绝了，他就要八万四千美元。后来，当约翰•弗雷斯特得知磁芯的生产利润大大超过了八百四十亿美元时，激动得心脏病发作而撒手人寰。
最早的磁芯使用的是含镍合金磁环，很快就改用类似陶瓷的非导体材料“铁氧体环”，以后多用的是含镁锰或铬锰的铁氧体材料。为了将信息进行写入和读出操作，一般要在磁芯中穿四根导线，其中两条地址线、一条读出线和一条禁止线。磁芯在发明后于1953年就迅速取代了延迟线作为计算机的存贮器，并整整经历了三十年的时间并一度独霸计算机的存贮器领域。在这三十年间，圆形的磁芯尺寸越做越小，其外径与内径之比经历了从2.00:1.30→1.30:0.76→0.76:0.46→0.50:0.30→0.30:0.18和0.18:0.10毫米(㎜,10-3米)的缩小过程，最后一种磁芯的内径已经和人的头发一般粗细了，可以想象，这种磁芯的制作工艺是十分精细的。由于一般是手工操作，制作一块容量为16KB字(KB为千字节，每1KB为1024字节)、字长为32位的存贮器，需要人工穿制三十二块128×128个磁芯阵列的磁芯板，而磁芯板的尺寸为16×16厘米，这样的工艺制作是十分繁重的手工作业，西方资本主义国家一般都大量使用廉价的亚洲工人来制作这种磁芯存贮器，所以当时世界上最大的存贮器制作工厂都分布在亚洲国家。
为了避免手工穿线的困难，人们也曾经研制过其它类型的磁性内部存贮器，如磁膜、磁泡、镀线等，但由于它们的读写速度都不高而并未得到发展。另外，这一时期研制的外部存贮器如磁鼓、磁盘和磁带则由于交换信息的速率不高，多用作海量数据存贮的手段，但随着高新技术的不断应用，硬磁盘和磁带一直而沿用至今。从二十世纪七十年代至今的四十多年来，磁记录技术的进步主要是增加单位面积上的记录密度，而要分辨极其靠近的磁化状态，读写磁头就必须十分靠近磁记录表面以保持最佳的读写状态，因而目前大多数硬磁盘的磁头是靠磁盘转动产生的气流悬浮在磁盘表面上，与磁记录表面之间的距离已经小到可以与光的波长相比。当今，比较优秀的硬磁盘大多采用各种高新技术，磁盘直径已缩小至3.50英寸，数据传输速率能够高达每秒钟66～74MB(MB为兆字节)，磁盘多采用多片多头方式，单个硬磁盘的容量可达到27～34GB(GB为京字节)，缓存高达2MB，磁盘的转速提高至每分钟5400～6200转，磁头的平均寻道时间缩小至9.50毫秒，并备有自动监测分析系统(SMART)，确保数字的连续可靠。目前，最小的磁盘尺寸已经小到像一枚硬币一般大小，直径为一英寸的小磁盘，存贮容量已经可以高达1GB以上，当前的大容量磁盘已经使用TB作为存储单位(TB为垓字节)，每分钟转速已经高达7200转。
现在，磁记录器件已经受到激光光盘技术的有力挑战。从长远的观点看，随着物理工艺的不断发展，超大规模或极大规模集成电路构成的存贮器件总有一天会彻底消灭内部存贮器(内存)与外部存贮器(外存)之间的界限。
⑷.半导体存贮器：
在第二次世界大战中，半导体整流器和检波器曾广泛用于雷达与通信。著名的美国电报电话公司(AT&T)的贝尔试验室(Bell)在第二次世界大战后组织了一个研究小组，专门研究半导体与金属接触面的性质，并把注意力集中到半导体元素锗和硅上。贝尔实验室这个研究小组的三个科学家约翰•巴丁、威廉•布拉顿和怀特•肖克莱在公元1947年底发明了点接触型晶体三极管(Point-Conitact.Transistor)，1950年又发明了面接触型晶体三极管(Face-Conitact.Transistor)，并因此在1956年获得诺贝尔物理奖。
在二十世纪五十年代初，现代物理学的一系列研究成果已经为半导体电子学的发展准备好了基础，工艺和技术的进步开始发挥关键作用。到了五十年代后期，人们开始用晶体三极管制做开关电路，并在1959年制成了世界上第一台晶体管电子计算机，行家们称之为第二代计算机。