Την περίοδο αυτή κατασκευάζονται υπολογιστικές μηχανές «θηρία» που καταλαμβάνουν τεράστιους χώρους. Αποτελούνται από ηλεκτρικά κυκλώματα με ηλεκτρονικές λυχνίες και καλώδια. Το κόστος κατασκευής αλλά και συντήρησης αυτών των μηχανών ήταν πολύ μεγάλο και για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνταν κυρίως για στρατιωτικούς σκοπούς. Μεγάλη πρόοδος σημειώνεται μέσα σε λίγα χρόνια, αλλά σύντομα γίνεται αντιληπτό το πόσο περιορισμένες είναι οι δυνατότητες των μηχανών αυτής της κατηγορίας. Το 1943 κατασκευάζεται ο ENIAC, ο πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής γενικής χρήσης.
1943 ENIAC
Ο ENIAC (αγγλική συντομογραφία του Electronic Numerical Integrator and Computer, Ηλεκτρονικός αριθμητικός ολοκληρωτής και υπολογιστής), ήταν ο πρώτος επαναπρογραμματιζόμενος ηλεκτρονικός ψηφιακός υπολογιστής ικανός να λύσει ένα πλήρες εύρος υπολογιστικών προβλημάτων, όντας ο πρώτος ηλεκτρονικός ψηφιακός υπολογιστής γενικής χρήσης στον κόσμο. Αν και είχαν ήδη κατασκευαστεί κάποιοι υπολογιστές με ορισμένες από αυτές τις ιδιότητες, ο ENIAC ήταν ο πρώτος καθαρά ηλεκτρονικός επαναπρογραμματιζόμενος υπολογιστής που μπορούσε να προσομοιώσει μια Καθολική Μηχανή Τούρινγκ.
Δημιουργήθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής και χρησιμοποιήθηκε από τον στρατό για τις ανάγκες υπολογισμού της ρίψης βαλιστικών πυραύλων στον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο. Το βάρος του ανερχόταν στους 30 τόνους, κατανάλωνε 200 KW ηλεκτρικής ενέργειας και το ηλεκτρονικό του κύκλωμα περιλάμβανε περισσότερα από 1.500 ρελέ και εκατοντάδες χιλιάδες πυκνωτές και τρανζίστορς. Ένας σημερινός επεξεργαστής σε μέγεθος γραμματοσήμου μπορεί να εκτελέσει δεκάδες φορές περισσότερες λειτουργίες από αυτές που εκτελούσε το 1946 ο γιγαντιαίος ENIAC. Ο ENIAC είναι από τους τελευταίους “δεινοσαύρους” της περιόδου πριν την εμφάνιση των υπολογιστών. Σχεδιάσθηκε από δύο συναδέλφους στη σχολή Μουρ – τους Μότσλι και Πρέσπερ ‘Εκερτ – και χρηματοδοτήθηκε από τον Αμερικανικό στρατό ξηράς. Ο ENIAC είναι ο πρώτος ηλεκτρονικός ψηφιακός υπολογιστής, που χρησιμοποιούσε εξ ολοκλήρου λυχνίες κενού.
1945 Bug
To πρώτο bug στην ιστορία: «Ώρα 15:45 – Εντοπίστηκε ο λόγος του σφάλματος στον Mark II, που οφειλόταν στο ότι μία νυχτοπεταλούδα παγιδεύτηκε σε ένα ρελέ. Το έντομο (bug) αφαιρέθηκε με προσοχή και προσκολήθηκε στο ημερολόγιο λειτουργίας».
Προφανώς, το πρώτο καταγεγραμμένο bug οφείλεται σε πραγματικό ζουζούνι. Έκτοτε, η διαδικασία αφαίρεσης των σφαλμάτων λειτουργίας αποκαλείται debugging. Μία έκφραση που στην περίπτωση του Mark II ήταν κυριολεκτική. Παρόλο που το συμβάν είναι υπαρκτό, οδηγώντας στην εντύπωση ότι ο όρος bug χρησιμοποιείται για πρώτη φορά στους υπολογιστές, η πραγματικότητα είναι διαφορετική. Η πρώτη χρήση του bug ως σφάλμα λειτουργίας αναζητείται έναν αιώνα πριν την Γκρέις Χόπερ, καθώς η έκφραση χρησιμοποιείται συχνά από πολλούς τεχνικούς και εφευρέτες. Για παράδειγμα, ο Τόμας Έντισον αναφέρει τον όρο αυτό σε ηλεκτρικά κυκλώματα, ήδη από το 1870. Τέλος, αν και χρεώνεται το πρώτο computer bug στην Γκρέις Χόπερ, η αλήθεια είναι ότι το ανακάλυψαν χειριστές του Mark II. Μάλιστα οι μηχανικοί που το ανακάλυψαν γνώριζαν τον όρο «bug» και όπως ανέφεραν οι ίδιοι διασκέδασαν που η Γκρέις Χόπερ κόλλησε το έντομο στη σελίδα του ημερολογίου με την υποσημείωση “ανακαλύφθηκε η πρώτη περίπτωση πραγματικού εντόμου (bug)”.
Τα σημερινά bugs
Software bug είναι ένα λάθος, σφάλμα, αποτυχία, ή ελάττωμα σε ένα πρόγραμμα λογισμικού που το οδηγεί σε ανεπιθύμητη συμπεριφορά (π.χ. εμφάνιση λανθασμένου αποτελέσματος). Τα περισσότερα bugs προέρχονται από ανθρώπινα λάθη ή σφάλματα που γίνονται είτε στον πηγαίο κώδικα είτε στον σχεδιασμό/αρχιτεκτονική του προγράμματος, και μερικά προέρχονται από την εσφαλμένη παραγωγή κώδικα από έναν μεταγλωττιστή. Αναφορές που λεπτομερώς καταγράφουν τα bugs σε ένα πρόγραμμα αποκαλούνται συνήθως αναφορές bugs, αναφορές σφαλμάτων, αναφορές προβλημάτων, αναφορές αλλαγών και τα λοιπά.
Τα bugs μπορεί να έχουν μια ποικιλία επιδράσεων, με διάφορα επίπεδα δυσχέρειας προς τον χρήστη του προγράμματος. Μερικά bugs έχουν μόνο μια λεπτή επίδραση στην λειτουργικότητα του προγράμματος, και μπορούν έτσι να παραμείνουν μη ανιχνευθέντα για πολύ καιρό. Σοβαρότερα bugs μπορεί να προκαλέσουν στο πρόγραμμα πάγωμα που οδηγεί σε αδυναμία εκτέλεσης.Τα αποτελέσματα των bugs μπορούν να είναι εξαιρετικά σοβαρά. Λόγω ενός bug, ο πρωτότυπος πύραυλος Ariane 5 της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας καταστράφηκε σε λιγότερο από 1 λεπτό μετά την εκτόξευση. Τον Ιούνιο του 1994, ένα CH-47_Chinook της RAF (Βασιλικής Πολεμικής Αεροπορίας της Αγγλίας) συνετρίβη στο Mull of Kintyre, σκοτώνοντας 29 άτομα. Αυτό καταχωρήθηκε αρχικά ως ανθρώπινο λάθος, αλλά μια έρευνα από το Computer Weekly αποκάλυψε επαρκή στοιχεία για να πειστεί η Βουλή των Λόρδων ότι μπορεί να είχε προκληθεί από ένα bug λογισμικού στο αεροσκάφος.
1947 Tρανζίστορ
Το τρανζίστορ, ή αλλιώς κρυσταλλοτρίοδος, είναι διάταξη ημιαγωγών στερεάς κατάστασης, η οποία βρίσκει διάφορες εφαρμογές στην ηλεκτρονική. Μπορεί, ανάλογα με την τάση με την οποία πολώνεται ο ένας ημιαγωγός, να ρυθμίζει την ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Με αυτόν τον τρόπο λειτουργεί ως διακόπτης (switch) ή και ενισχυτής (amplifier). Τα τρανζίστορ κατασκευάζονται είτε ως ξεχωριστά ηλεκτρονικά εξαρτήματα είτε ως τμήματα κάποιου ολοκληρωμένου κυκλώματος. Αποτελούν, τέλος, το βασικό στοιχείο όλων των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Αν και το πρώτο εκείνο τρανζίστορ ήταν θηριώδες (1,5 εκατοστά σε ύψος) σε σχέση με τα τρανζίστορ των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που κατασκευάστηκαν τις επόμενες δεκαετίες, δεν έπαυε να είναι μικροσκοπικό συγκριτικά με τις λυχνίες που χρησιμοποιούνταν εκείνη την εποχή στους υπολογιστές. Στο ένα εκατοστό του μεγέθους της λυχνίας και χωρίς κανένα από τα μειονεκτήματά της (υψηλή κατανάλωση, κόστος και φθορά), το τρανζίστορ οδήγησε στην ανάπτυξη της δεύτερης γενιάς υπολογιστών στα τέλη της δεκαετίας του ’50, με μικρό όγκο, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, μεγάλες ταχύτητες και περιορισμένο κόστος. Σήμερα, ένα μόνο ολοκληρωμένο κύκλωμα ενός σύγχρονου υπολογιστή ενσωματώνει από μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια έως και πάνω από ένα δισεκατομμύριο τρανζίστορ.
Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1940 οι ηλεκτρονικές συσκευές (ραδιόφωνα, τηλεοράσεις, ασύρματοι κτλ.) χρησιμοποιούσαν ηλεκτρονικές λυχνίες για την ενίσχυση του ρεύματος. Αυτές όμως ήταν ογκώδεις και ενεργοβόρες, με αποτέλεσμα να είναι και δύσχρηστες.Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής ENIAC, που είχε κατασκευαστεί στις ΗΠΑ το 1945, περιείχε 18.000 λυχνίες, ζύγιζε 30 τόνους και απαιτούσε ηλεκτρική ισχύ 200 κιλοβάτ. Η εφεύρεση του τρανζίστορ, το 1947, ήταν αυτή που έφερε την ηλεκτρονική επανάσταση, η οποία μας έδωσε τα σημερινά «έξυπνα» κινητά τηλέφωνα, τους τηλεπικοινωνιακούς δορυφόρους και τις διαστημικές αποστολές σε άλλους πλανήτες. Μετά το τέλος του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου στα ερευνητικά εργαστήρια της εταιρείας Bell, η οποία ήταν ιδιοκτήτρια του τηλεφωνικού δικτύου των ΗΠΑ, άρχισε η προσπάθεια για μία εφεύρεση που θα μπορούσε να αντικαταστήσει τις δύσχρηστες λυχνίες. Η ερευνητική ομάδα, στην οποία συμμετείχαν οι φυσικοί John Bardeen, William Shockley, και Walter Brattain, είχε για στόχο τη χρήση των ηλεκτρικών ιδιοτήτων των κρυστάλλων στην κατασκευή μιας διάταξης που θα μπορούσε να ενισχύσει το ηλεκτρικό ρεύμα.
Στο πλαίσιο αυτής της ερευνητικής δραστηριότητας, ο Walter Brattain προσάρμοσε σε έναν κρύσταλλο γερμανίου τρία ηλεκτρόδια από χρυσό και στις 16 Δεκεμβρίου 1947 έκανε το κρίσιμο πείραμα. Διαβίβασε στα δύο ηλεκτρόδια ηλεκτρικό ρεύμα και παρατήρησε ότι οι μεταβολές του εμφανίζονταν ενισχυμένες στο τρίτο. Μόλις είχε εφευρεθεί το τρανζίστορ, ο αντικαταστάτης της ηλεκτρονικής λυχνίας. Προσόντα του: χρησιμοποιούσε ρεύμα χαμηλότερης τάσης, είχε πολύ μικρότερη ηλεκτρική κατανάλωση και η ζωή του ήταν πολύ μεγαλύτερη από αυτήν μίας λυχνίας. Η πρώτη πρακτική εφαρμογή του τρανζίστορ ήταν στην κατασκευή ραδιοφώνων που ήταν μικρά σε διαστάσεις, τα γνωστά «τρανζιστοράκια». Στη συνέχεια όμως το τρανζίστορ βελτιώθηκε σημαντικά, με την εφεύρεση και άλλων τρόπων ενίσχυσης, με την αντικατάσταση του γερμανίου από το πυρίτιο και, το κυριότερο, με την κατασκευή όλο και μικρότερων τρανζίστορ, με τη μέθοδο των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Το τρανζίστορ του Brattain ήταν σε μέγεθος περίπου ένα εκατοστόμετρο. Στον ίδιο όγκο σήμερα χωρούν περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο τρανζίστορ! Το τελικό αποτέλεσμα είναι η επανάσταση των ηλεκτρονικών υπολογιστών που ζούμε σήμερα, με κυριότερη εφαρμογή τους στην καθημερινή ζωή τα «έξυπνα» κινητά τηλέφωνα. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής που είναι η «καρδιά» ενός απλού (όχι έξυπνου) κινητού τηλεφώνου είναι αφάνταστα καλύτερος από τον ENIAC των ηλεκτρονικών λυχνιών. Κοστίζει 17.000 φορές λιγότερο, είναι 40.000.000 φορές μικρότερος, χρησιμοποιεί 400.000 φορές λιγότερη ενέργεια και όμως είναι 1.300 φορές ισχυρότερος. Το τρανζίστορ ήταν μια από τις σημαντικότερες, αν όχι η σημαντικότερη, εφευρέσεις του 20ού αιώνα, και οι τρεις δημιουργοί του τιμήθηκαν με το βραβείο Νομπέλ Φυσικής του 1956. Οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές-μινιατούρες που στηρίζονται σε αυτό αποτελούν το βασικό χαρακτηριστικό του τεχνολογικού πολιτισμού μας, και -πέρα από τα κινητά τηλέφωνα- χρησιμοποιούνται σχεδόν παντού: στα διαστημόπλοια, στους δορυφόρους, στα πλοία, στα αυτοκίνητα, στα ρολόγια, ακόμη και στις καφετιέρες.