機電時期（19世紀末~20世紀40年代）
我們難以理解計算機，也許主要并不由于它復雜的機理，而是根本想不明白，為什么一通上電，這坨鐵疙瘩就突然能飛速運轉，它安安靜靜地到底在干些啥。
經過前幾篇的探索，我們已經了解機械計算機（準確地說，我們把它們稱為機械式桌面計算器）的工作方式，本質上是通過旋鈕或把手帶動齒輪旋轉，這一過程全靠手動，肉眼就能看得一清二楚，甚至用現在的樂高積木都能實現。麻煩就麻煩在電的引入，電這樣看不見摸不著的神物（當然你可以摸摸試試），正是讓計算機從笨重走向傳奇、從簡單明了走向令人費解的關鍵。
技術準備
19世紀，電在計算機中的應用主要有兩大方面：一是提供動力，靠電動機（俗稱馬達）代替人工驅動機器運行；二是提供控制，靠一些電動器件實現計算邏輯。
我們把這樣的計算機稱為機電計算機。
電動機
1820年4月，奧斯特在實驗中發現通電導線會造成附近磁針的偏轉，證明了電流的磁效應。第二年，法拉第想到，既然通電導線能帶動磁針，反過來，如果固定磁鐵，旋轉的將是導線，于是解放人力的偉大發明——電動機便誕生了。
電動機其實是件很不稀奇、很笨的發明，它只會一個勁不停地轉圈，而機械式桌面計數器的運轉本質上就是齒輪的轉圈，兩者簡直是天造地設的一雙。有了電動機，計算員不再需要吭哧吭哧地手搖，做數學也終于少了點體力勞動的模樣。
電磁繼電器
電磁學的價值在于摸清了電能和動能之間的轉換，而從靜到動的能量轉換，正是讓機器自動運行的關鍵。而19世紀30年代由亨利和戴維所分別發明的繼電器，就是電磁學的重要應用之一，分別在電報和電話領域發揮了重要作用。
其結構和原理十分簡單：當線圈通電，產生磁場，鐵質的電樞就被吸引，與下側觸片接觸；當線圈斷電，電樞就在彈簧的作用下上揚，與上側觸片接觸。
在機電設備中，繼電器主要發揮兩方面的作用：一是通過弱電控制強電，使得控制電路可以控制工作電路的通斷，這一點放張原理圖就能一目了然；二是將電能轉換為動能，利用電樞在磁場和彈簧作用下的往返運動，驅動特定的純機械結構以完成計算任務。
制表機（tabulator/tabulating machine/unit record equipment/electric accounting machine）
從1790年開始，美國的人口普查基本每十年進行一次，隨著人口繁衍和移民的增多，人口數量那是一個爆炸。
不像現在這個的互聯網時代，人一出生，各種信息就已經電子化、登記好了，甚至還能數據挖掘，你無法想象，在那個計算設備簡陋得基本只能靠手搖進行四則運算的19世紀，千萬級的人口統計就已經是當時美國政府所不能承受之重。1880年開始的第十次人口普查，歷時8年才最終完成，也就是說，他們休息上兩年之后就要開始第十一次普查了，而這一次普查，需要的時間恐怕要超過10年。本來就是十年統計一次，如果每次耗時都在10年以上，還統計個鬼啊！
當時的人口調查辦公室（1903年才正式成立美國人口調查局）方了，趕緊征集能減輕手工勞動的發明，就此，霍爾瑞斯帶著他的制表機完虐競爭對手，在方案招標中脫穎而出。
霍爾瑞斯的制表機首次將穿孔技術應用到了數據存儲上，一張卡片記錄一個居民的各項信息，就像身份證一樣一一對應。聰明如你一定能聯想到，通過在卡片對應位置打洞（或不打洞）記錄信息的方式，與現代計算機中用0和1表示數據的做法簡直一毛一樣。確實這可以看作是將二進制應用到計算機中的思想萌芽，但那時的設計還不夠成熟，并未能如今這般巧妙而充分地利用寶貴的存儲空間。舉個例子，我們現在一般用一位數據就可以表示性別，比如1表示男性，0表示女性，而霍爾瑞斯在卡片上用了兩個位置，表示男性就在標M的地方打孔，女性就在標F的地方打孔。其實性別還湊合，表示日期時浪費得就多了，12個月需要12個孔位，而真正的二進制編碼只需要4位。當然，這樣的局限與制表機中簡單的電路實現有關。
有沒有一點熟悉的趕腳？
這的確是當時的人體工程學設計，目的是讓打孔員每天能多打點卡片，為了節省時間他們也是蠻拼的……
在制表機前，穿孔卡片/紙帶在各類機器上的作用主要是存儲指令，比較有代表性的，一是賈卡的提花機，用穿孔卡片控制經線提沉（詳見《現代計算機真正的鼻祖》），二是自動鋼琴（player piano/pianola），用穿孔紙帶控制琴鍵壓放。
打好了孔，下一步就是將卡片上的信息統計起來。
制表機通過電路通斷識別卡上信息。讀卡裝置底座中內嵌著與卡片孔位一一對應的管狀容器，容器里盛有水銀，水銀與導線相連。底座上方的壓板中嵌著同樣與孔位一一對應的金屬針，針抵著彈簧，可以伸縮，壓板的上下面由導電材料制成。這樣，當把卡片放在底座上，按下壓板時，卡片有孔的地方，針可以通過，與水銀接觸，電路接通，沒孔的地方，針就被擋住。
如何將電路通斷對應到所需要的統計信息？霍爾瑞斯在專利中給出了一個簡單的例子。
圖中有7根金屬針，從左至右標的分別是：G（類似于總開關）、Female（女）、Male（男）、Foreign（外國籍）、Native（本國籍）、Colored（有色人種）、White（白種人）。好了，你終于能看懂霍爾瑞斯龍飛鳳舞的字跡了。
這個電路用于統計以下6項組合信息（分別與圖中標M的6組電磁鐵對應）：
① native white males（本國的白種男）
② native white females（本國的白種女）
③ foreign white males（外國的白種男）
④ foreign white females（外國的白種女）
⑤ colored males（非白種男）
⑥ colored females（非白種女）
以第一項為例，如果表示「Native」、「White」和「Male」的針同時與水銀接觸，接通的控制電路如下：
這一示例首先展示了針G的作用，它把控著所有控制電路的通斷，目的有二：
1、在卡片上留出一個專供G通過的孔，以防止卡片沒有放正（照樣可以有部分針穿過錯誤的孔）而統計到錯誤的信息。
2、令G比其他針短，或者G下的水銀比其他容器里少，從而確保其他針都已經接觸到水銀之后，G才最終將整個電路接通。我們知道，電路通斷的瞬間容易產生火花，這樣的設計可以將此類元器件的損耗集中在G身上，便于后期維護。
不得不感慨，這些發明家做設計真的特別實用、細致。
上圖中，橘黃色箭頭標識出3個相應的繼電器將閉合，閉合之后接通的工作電路如下：
通電的M將產生磁場， 牽引特定的杠桿，撥動齒輪完成計數。霍爾瑞斯的專利中沒有給出這一計數裝置的具體結構，可以想象，從十七世紀開始，機械計算機中的齒輪傳動技術已經發展到很成熟的水平，霍爾瑞斯無需重新設計，完全可以使用現成的裝置——用他在專利中的話說：「any suitable mechanical counter」（任何合適的機械計數器都OK）。
M不單控制著計數裝置，還控制著分類箱蓋子的開合。
將分類箱上的電磁鐵接入工作電路，每次完成計數的同時，對應格子的蓋子會在電磁鐵的作用下自動打開，統計員瞟都不用瞟一眼，就可以左手右手一個快動作將卡片投到正確的格子里。由此完成卡片的快速分類，以便后續進行其他方面的統計。
1896年，霍爾瑞斯創立了制表機公司（The Tabulating Machine Company），1911年與另外三家公司合并成立Computing-Tabulating-Recording Company（CTR），1924年更名為International Business Machines Corporation（國際商業機器公司），就是現在大名鼎鼎的IBM。IBM也因此在上個世紀風風火火地做著它拿手的制表機和計算機產品，成為一代霸主。
制表機在當時成為與機械計算機并存的兩大主流計算設備，但前者通常專用于大型統計工作，后者則往往只能做四則運算，無一具有通用計算的能力，更大的變革將在二十世紀三四十年代掀起。
祖思機
有些天才注定成為大師，祖思便是其一。讀大學時，他就不安分，專業換來換去都覺得無聊，工作之后，在亨舍爾公司參與研究風對機翼的影響，對繁復的計算更是忍無可忍。
祖思一面抓狂，一面相信還有好多人跟他一樣抓狂，他看到了商機，覺得這個世界迫切需要一種可以自動計算的機器。于是一不做二不休，在亨舍爾才呆了幾個月就瀟灑辭職，搬到父母家里啃老，一門心思搞起了發明。他對巴貝奇一無所知，憑一己之力做出了世界上第一臺可編程計算機——Z1。
Z1
祖思從1934年開始了Z1的設計與實驗，于1938年完成建造，在1943年的一場空襲中炸毀——Z1享年5歲。
從照片上可以發現，Z1是一坨龐大的機械，除了靠電動馬達驅動，沒有任何與電相關的部件。別看它原始，里頭可有好幾項甚至沿用至今的開創性理念：
■ 將機器嚴格劃分為處理器和內存兩大部分，這正是如今馮·諾依曼體系結構的做法。
■ 不再同前人一樣用齒輪計數，而是采用二進制，用穿過鋼板的釘子/小桿的來回移動表示0和1。
■ 引入浮點數，相比之下，后文將提到的一些同時期的計算機所用都是定點數。祖思還發明了浮點數的二進制規格化表示，優雅至極，后來被納入IEEE標準。
■ 靠機械零件實現與、或、非等基礎的邏輯門，靠巧妙的數學方法用這些門搭建出加減乘除的功能，最出彩的要數加法中的并行進位——一步完成所有位上的進位。
與制表機一樣，Z1也用到了穿孔技術，不過不是穿孔卡，而是穿孔帶，用廢棄的35毫米電影膠卷制成。和巴貝奇所見略同，祖思也在穿孔帶上存儲指令，有輸入輸出、數據存取、四則運算共8種。
每讀一條指令，Z1內部都會牽動一大串部件完成一系列復雜的機械運動。具體如何運動，祖思沒有留下完整的描述。有幸的是，一位德國的計算機專家——Raul Rojas對有關Z1的圖紙和手稿進行了大量的研究和分析，給出了較為完善的闡述，主要見其論文《The Z1: Architecture and Algorithms of Konrad Zuse’s First Computer》，而我一時抽風把它翻譯了一遍——《Z1：第一臺祖思機的架構與算法》。如果你讀過幾篇Rojas教授的論文就會發現，他的研究工作可謂壯觀，當之無愧是世界上最了解祖思機的人。他成立了一個網站——Konrad Zuse Internet Archive，專門搜集整理祖思機的資料。他帶的某個學生還編寫了Z1加法器的仿真軟件，讓我們來直觀感受一下Z1的精巧設計：
幸運的是，退休之后，祖思在1984~1989年間憑著自己的記憶重繪Z1的設計圖紙，并完成了Z1復制品的建造，現藏于德國技術博物館。盡管它跟原本的Z1并不完全一樣——多少會與事實存在出入的記憶、后續設計經驗可能帶來的思維進步、半個世紀之后材料的發展，都是影響因素——但其大框架基本與原Z1一致，是后人研究Z1的寶貴財富，也讓吃瓜的游客們得以一睹純機械計算機的風采。
當然，這臺復制品和原Z1一樣不靠譜，做不到長時間無人值守的自動運行，甚至在揭幕儀式上就掛了，祖思花了幾個月才修好。1995年祖思去世后，它就沒再運行，成了一具鋼鐵尸體。
Z1的不可靠，很大程度上歸咎于機械材料的局限性。用現今的眼光看，計算機內部是無比復雜的，簡單的機械運動一方面速度不快，另一方面無法靈活、可靠地傳動。祖思早有采用電磁繼電器的想法，無奈那時的繼電器不但價格不低，體積還大。到了Z2，祖思靈機一動，最占零件的不過是機器的存儲部分，何不繼續使用機械式內存，而改用繼電器來實現處理器呢？
Z2是緊跟著Z1的第二年誕生的，其設計資料一樣難逃被炸毀的命運（不由感慨那個動亂的年代啊）。Z2的資料不多，大體可以認為是Z1到Z3的過渡品，它的一大價值是驗證了繼電器和機械件在實現處理器方面的等效性，也相當于驗證了Z3的可行性，二大價值是為祖思贏得了建造Z3的一些贊助。
Z3
Z3的壽命比Z1還短，從1941年建造完成，到1943年被炸毀（是的，又被炸毀了），就活了兩年。好在戰后到了60年代，祖思的公司做出了完美的復制品，比Z1的復制品靠譜得多，藏于德意志博物館，至今還能運行。
由于祖思一脈相承的設計，Z3和Z1有著一毛一樣的體系結構，只不過它改用了電磁繼電器，內部邏輯不再需要靠復雜的機械運動來實現，只要接接電線就可以了。我搜了一大圈，沒有找到Z3的電路設計資料——因著祖思是德國人，研究祖思的Rojas教授也是德國人，更多詳盡的資料均為德文，語言不通成了我們接觸知識的壁壘——就讓我們簡單點，用一個YouTube上的演示視頻一睹Z3芳容。
以12+17=19這一算式為例，用二進制表示即：1100+10001=11101。
當然這只是機器內部的表示，如果要用戶在繼電器上查看結果，分分鐘都成老花眼。
除了四則運算，Z3比Z1還新增了開平方的功能，操作起來都相當方便，除了速度稍微慢點，完全頂得上現在最簡單的那種電子計算器。
值得一提的是，繼電器的觸點在開閉的瞬間容易引起火花（這跟我們現在插插頭時會出現火花一樣），頻繁通斷將嚴重縮短使用壽命，這也是繼電器失效的主要原因。祖思統一將所有線路接到一個旋轉鼓，鼓表面交替覆蓋著金屬和絕緣材料，用一個碳刷與其接觸，鼓旋轉時即產生電路通斷的效果。每一周期，確保需閉合的繼電器在鼓的金屬面與碳刷接觸之前閉合，火花便只會在旋轉鼓上產生。旋轉鼓比繼電器耐用得多，也容易更換。如果你還記得，不難發現這一做法與霍爾瑞斯制表機中G針的安排如出一轍，不得不感嘆這些發明家真是英雄所見略同。
除了上述這種「隨輸入隨計算」的用法，Z3當然還支持運行預先編好的程序，不然也無法在歷史上享有「第一臺可編程計算機器」的名譽了。
1997~1998年間，Rojas教授將Z3證明為通用圖靈機（UTM），但Z3本身沒有提供條件分支的能力，要實現循環，得粗暴地將穿孔帶的兩頭接起來形成環。到了Z4，終于有了條件分支，它使用兩條穿孔帶，分別作為主程序和子程序。Z4連上了打字機，能將結果打印出來。還擴充了指令集，支持正弦、最大值、最小值等豐富的求值功能。甚而至于，開創性地應用了堆棧的概念。但它回歸到了機械式存儲，因為祖思希望擴大內存，繼電器還是體積大、成本高的老問題。
總而言之，Z系列是一代更比一代強，除了這里介紹的1~4，祖思在1941年成立的公司還陸續生產了Z5、Z11、Z22、Z23、Z25、Z31、Z64等等等等產品（當然后面的系列開始采用電子管），共251臺，一路高歌，如火如荼，直到1967年被西門子吞并，成為這一國際巨頭體內的一股靈魂之血。
貝爾Model系列
同一時期，另一家不容忽視的、研制機電計算機的機構，便是上個世紀叱咤風云的貝爾實驗室。眾所周知，貝爾實驗室及其所屬公司是做電話起家、以通信為主要業務的，雖然也做基礎研究，但為什么會涉足計算機領域呢？其實跟他們的老本行不無關系——最早的電話系統是靠模擬量傳輸信號的，信號隨距離衰減，長距離通話需要用到濾波器和放大器以保證信號的純度和強度，設計這兩樣設備時需要處理信號的振幅和相位，工程師們用復數表示它們——兩個信號的疊加是兩者振幅和相位的分別疊加，復數的運算法則正好與之相符。這就是一切的起因，貝爾實驗室面臨著大量的復數運算，全是簡單的加減乘除，這哪是腦力活，分明是體力勞動啊，他們為此甚至專門雇傭過5~10名婦女（當時的廉價勞力）全職來做這事。
從結果來看，貝爾實驗室發明計算機，一方面是源于自身需求，另一方面也從自身技術上得到了啟發。電話的撥號系統由繼電器電路實現，通過一組繼電器的開閉決定誰與誰進行通話。當時實驗室研究數學的人對繼電器并不熟悉，而繼電器工程師又對復數運算不盡了解，將兩者聯系到一起的，是一名叫喬治·斯蒂比茲的研究員。
Model K
1937年，斯蒂比茲察覺到繼電器的開閉狀態與二進制之間的聯系。他做了個實驗，用兩節電池、兩個繼電器、兩個指示燈，以及從易拉罐上剪下來的觸片組成一個簡單的加法電路。
有簡友問到具體是怎么實現的，我沒有查到相關資料，但經過與同事的探討，確認了一種可行的電路：
開關S1、S2分別控制著繼電器R1、R2的開閉，出于簡化，這里沒有畫出開關對繼電器的控制線路。繼電器可以視為單刀雙擲的開關，R1默認與上觸點接觸，R2默認與下觸點接觸。單獨S1閉合則R1在電磁作用下與下觸點接觸，接通回路，A燈亮；單獨S2閉合則R2與上觸點接觸，A燈亮；S1、S2同時閉合，則A燈滅，B燈亮。誠然這是一種粗糙的方案，僅僅在表面上實現了最終效果，沒有體現出二進制的加法過程，有理由相信，大師的原設計可能精妙得多。
因為是在廚房（kitchen）里搭建的模型，斯蒂比茲的妻子稱之為Model K。Model K為1939年建造的Model I——復數計算機（Complex Number Computer）做好了鋪墊。
Model I
這里不深究Model I的具體實現，其原理簡單，可線路復雜得要命。讓我們把重點放到其對數字的編碼上。
Model I只用于實現復數的乘除運算，甚至連加減都沒有考慮，因為貝爾實驗室認為加減法口算就夠了。（當然后來他們發現，只要不清空寄存器，就可以通過與復數±1相乘來實現加減法。）當時的電話系統中，有一種擁有10個狀態的繼電器，可以表示數字0~9，鑒于復數計算機的專用性，其實沒有引入二進制的必要，直接利用這種繼電器即可。但斯蒂比茲實在舍不得，便引入了二進制和十進制的雜種——BCD編碼（Binary-Coded Decimal?，二-十進制碼），用四位二進制表示一位十進制：
0 → 0000
1 → 0001
2 → 0010
3 → 0011
……
9 → 1001
10 → 00010000（本來10的二進制表示是1010）
BCD碼既擁有二進制的簡潔表示，又保留了十進制的運算模式。但作為一名出色的設計師，斯蒂比茲仍不滿足，稍做調整，給每個數的編碼加了3：
0 → 0011 (0 + 3 = 3)
1 → 0100 (1 + 3 = 4)
2 → 0101 (2 + 3 = 5)
3 → 0110 (3 + 3 = 6)
……
9 → 1100 (9 + 3 =12)
是為余3碼（Excess-3），或稱斯蒂比茲碼。為什么要加3？因為四位二進制原本可以表示0~15，有6個編碼是多余的，斯蒂比茲選擇使用中間10個。
這么做當然不是因為強迫癥，余3碼的智慧有二：其一在于進位，觀察1+9，即0100+1100=0000，觀察2+8，即0101+1011=0000，以此類推，用0000這一特殊的編碼表示進位；其二在于減法，減去一個數相當于加上此數的反碼再加1，0（0011）的反碼即9（1100），1（0100）的反碼為8（1011），以此類推，每個數的反碼恰是對其每一位取反。
不管你看沒看懂這段話，總之，余3碼大大簡化了線路設計。
套用現在的術語來說，Model I采用C/S（客戶端/服務端）架構，配備了3臺操作終端，用戶在任意一臺終端上鍵入要算的式子，服務端將收到相應信號并在解算之后傳回結果，由集成在終端上的電傳打字機打印輸出。只是這3臺終端并不能同時使用，像電話一樣，只要有一臺「占線」，另兩臺就會收到忙音提示。
Model I不但是第一臺多終端的計算機，還是第一臺可以遠程操控的計算機。這里的遠程，說白了就是貝爾實驗室利用自身的技術優勢，于1940年9月9日，在達特茅斯學院（Dartmouth College）和紐約的本部之間搭起線路，斯蒂比茲帶著小小的終端機到學院演示，不一會就從紐約傳回結果，在與會的數學家中引起了巨大轟動，其中就有日后大名鼎鼎的馮·諾依曼，個中啟迪不言而喻。
斯蒂比茲由此成為遠程計算第一人。
然而，Model I只能做復數的四則運算，不可編程，當貝爾的工程師們想將它的功能擴展到多項式計算時，才發現其線路被設計死了，根本改動不得。它更像是臺巨型的計算器，準確地說，仍是calculator，而不是computer。
Model II
二戰期間，美國要研制高射炮自動瞄準裝置，便又有了研制計算機的需求，繼續由斯蒂比茲負責，便是于1943年完成的Model II——Relay Interpolator（繼電器插值器）。
Model II開始使用穿孔帶進行編程，共設計有31條指令，最值得一提的還是編碼——二-五編碼。
你會發現，二-五編碼比上述的任一種編碼都要浪費位數，但它有它的強大之處，便是自校驗。每一組繼電器中，有且僅有一個繼電器為1，一旦出現多個1，或者全是0，機器就能立馬發現問題，由此大大提高了可靠性。
Model II之后，一直到1950年，貝爾實驗室還陸續推出了Model III、Model IV、Model V、Model VI，在計算機發展史上盤踞一席之地。除了戰后的VI返璞歸真用于復數計算，其余都是軍事用途，可見戰爭確實是技術革新的催化劑。
Harvard Mark系列
稍晚些時候，踏足機電計算領域的還有哈佛大學。當時，有一名正在哈佛攻讀物理PhD的學生——艾肯，和當年的祖思一樣，被手頭繁復的計算困擾著，一心想建臺計算機，于是從1937年開始，抱著方案四處尋找合作。第一家被拒，第二家被拒，第三家終于伸出了橄欖枝，便是IBM。
1939年3月31日，IBM和哈佛草簽了最后的協議：
1、IBM為哈佛建造一臺自動計算機器，用于解決科學計算問題；
2、哈佛免費提供建造所需的基礎設施；
3、哈佛指定一些人員與IBM合作，完成機器的設計和測試；
4、全體哈佛人員簽訂保密協議，保護IBM的技術和發明權利；
5、IBM既不接受補償，也不提供額外經費，所建計算機為哈佛的財產。
乍一看，砸了40~50萬美元，IBM似乎撈不到任何好處，事實上人家大公司才不在意這點小錢，主要是想借此彰顯自己的實力，提高公司聲譽。然而世事難料，在機器建好之后的慶典上，哈佛新聞辦公室與艾肯私自準備的新聞稿中，對IBM的功勞沒有給予足夠的認可，把IBM的總裁沃森氣得與艾肯老死不相往來。
事實上，哈佛這邊由艾肯主設計，IBM這邊由萊克（Clair D. Lake）、漢密爾頓（Francis E. Hamilton）、德菲（Benjamin Durfee）三名工程師主建造，按理，雙方單位的貢獻是對半的。
于1944年完成了這臺Harvard Mark I， 在娘家叫做IBM自動順序控制計算機（IBM Automatic Sequence Controlled Calculator），ASCC。
同祖思機一樣，Mark I也通過穿孔帶獲得指令。穿孔帶每行有24個空位，前8位標識用于存放結果的寄存器地址，中間8位標識操作數的寄存器地址，后8位標識所要進行的操作——結構已經非常類似后來的匯編語言。
至于數據，Mark I內有72個累加寄存器，對外不可見。可見的是另外60個24位的常數寄存器，通過開關旋鈕置數，于是就有了這樣蔚為壯觀的60×24旋鈕陣列：
同時，Mark I還可以通過穿孔卡片讀入數據。最終的計算結果由一臺打孔器和兩臺自動打字機輸出。
下面讓我們來大致瞅瞅它里頭是怎么運作的。
當然Mark I不是用齒輪來表示最終結果的，齒輪的旋轉是為了接通表示不同數字的線路。
齒輪和電刷是可離合的，若它們不接觸，任齒輪不停旋轉，電刷是不動的。艾肯將300毫秒的機器周期細分為16個時間段，在一個周期的某一時間段，靠磁力吸附使齒輪和電刷發生關系齒輪通過軸帶動電刷旋轉。吸附之前的時間是空轉，從吸附開始，周期內的剩余時間便用來進行實質的旋轉計數和進位工作。
其余復雜的電路邏輯，則理所當然是靠繼電器來完成。
艾肯設計的計算機并不局限于一種材料實現，在找到IBM之前，他還向一家制造傳統機械式桌面計算器的公司提出過合作請求，如果這家公司同意合作了，那么Mark I最終極可能是純機械的。后來，1947年完成的Mark II也證明了這一點，它大體上僅是用繼電器實現了Mark I中的機械式存儲部分，是Mark I的純繼電器版本。1949年和1952年，又分別誕生了半電子（二極管繼電器混合）的Mark III和純電子的Mark IV。
末了，關于這一系列值得一提的，是日后常拿來與馮·諾依曼結構做對比的哈佛結構，與馮·諾依曼結構統一存儲的做法不同，它把指令和數據分開存儲，以獲得更高的執行效率，相對的，付出了設計復雜的代價。
就這樣趟過歷史，漸漸地，這些遙遠的東西也變得與我們親近起來，歷史與現在從來沒有脫節，脫節的是我們局限的認知。往事并非與現今毫無關系，我們所熟知的偉大創造都是從歷史一次又一次的更迭中脫胎而出的，這些前人的智慧串聯著，匯聚成流向我們、流向未來的璀璨銀河，我掀開它的驚鴻一瞥，陌生而熟悉，心里頭熱乎乎地涌起一陣難以言表的驚艷與欣喜，這便是研究歷史的樂趣。
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