در سال 1937 كلود شانون يكي از دانشمندان امريكايي با پي بردن به يك رابطه جديد رياضي در مدارهاي الكترونيك تحولي مهم را در عرصه طراحي رايانه هاي ديجيتال رقم زد.

 فارس،‌ وي در پايان نامه مقطع فوق ليسانس خود در دانشگاه MIT‌ براي اولين بار در طول تاريخ نشان داد كه رله هاي الكترونيك و سوئيچ ها مي توانند تركيب بندي هاي منطقي خاصي را درك كنند. كشف وي در نهايت منجر به شكل گيري مدارهاي سوئيچينگ ديجيتالي شد كه تا آن زمان بي سابقه بود. مدارهاي ديجيتالي چيزي بود كه دنياي رايانه در انتظار اختراع آن بود.
اولين مدار ديجيتالي به نام Model K در دسامبر سال 1937 در آزمايشگاه هاي بل با موفقيت طراحي و آزمايش شد.
اين آزمايشگاه در اواخر سال 1938 مقاله‌اي تحقيقاتي را در اين زمينه منتشر كرد و توضيح داد كه مدارهاي ديجيتالي چگونه محاسبات پيچيده رياضي را با استفاده از رايانه ها تسهيل كرده و بر سرعت اين كار مي افزايند.
اين مدارها حتي ارسال فرامين محاسباتي را از راه دور و از طريق خطوط تلفن با استفاده از دستگاه تله تايپ ممكن مي كردند. اين براي اولين بار در جهان بود كه استفاده از يك رايانه و ارسال فرامين به آن از راه دور ممكن مي شد.
در سال 1939،‌ جان وينسنت اتاناسوف و كليفورد بري از دانشگاه ايوا موفق به ابداع رايانه اي موسوم به Atanasoff–Berry Computer يا (ABC) شدند. اين رايانه اولين رايانه ديجيتالي و الكترونيك جهان بود. براي طراحي اين رايانه از بيش از 300 لامپ خلا استفاده شده بود.
اگر چه اين رايانه قابل برنامه ريزي نبود، اما اولين رايانه اي بود كه در آن از لامپ هاي الكترونيك استفاده شده بود. جان مشلي كه بعدها رايانه انياك را ابداع كرد در ژوئن سال 1941 رايانه ABC‌ را آزمايش كرد. بدون شك اين رايانه بر ايده ها و افكار مشلي تاثير زيادي گذاشت.
در سال 1939 طراحي رايانه ديگري به نام Mark I در آزمايشگاه انديكات شركت آي بي ام آغاز شد. اين رايانه، يك رايانه همه منظوره الكترومكانيكي بود كه با حمايت و سرمايه شركت آي بي ام طراحي شده بود و پرسنل اين شركت نيز در ساخت آن دست داشتند. البته هدايت و مديريت كلي پروژه در دست هوارد آيكن رياضي دان دانشگاه هاروارد بود.
بدون شك ماشين تحليلي بابيج بر روي طراحي اين رايانه تاثير به سزايي گذاشته بود. اين رايانه مجهز به حافظه قابل توجه، سوييچ هاي متعدد و رله هاي الكترومغناطيسي بود. برنامه ريزي اين رايانه با استفاده از نوارهاي كاغذي سوراخ شده يا پانچ شده صورت مي گرفت و واحدهاي محاسباتي متعدد آن به طور موازي كار مي كردند تا سرعت اين كار افزايش يابد.
نسخه هاي بعدي اين رايانه شامل سيستم هاي متعددي براي قرائت نوارهاي كاغذي بودند و خود دستگاه بر حسب ضرورت بين سيستم هاي مختلف قرائت جابجا مي شد. Mark I سرانجام به دانشگاه هاروارد منتقل شد و از مي سال 1944 مورد استفاده قرار گرفت.
اما شايد مهم ترين رايانه اي كه در دهه 40 ميلادي طراحي شده باشد انياك باشد. انياك كه مخفف عبارت (Electronic Numerical Integrator and Computer) بود، اولين رايانه الكترونيك همه منظوره بود كه به همه اهداف طراحي خود دست يافت. اين رايانه از همه رايانه هاي مشابه ساخته شده سريع تر بود و برنامه ريزي آن براي انجام محاسبات دشوار و پيچيده رياضي به سادگي ممكن بود.
به عنوان مثال سرعت محاسبات اين رايانه در مقايسه با محصولات مشابه هزار بار سريع تر بود.
انياك همه چهار عمل اصلي را به سادگي انجام مي داد، اين در حالي بود كه به عنوان مثال Colossus قادر به جمع زدن نبود. انياك همچنين مجهز به ماژول هاي جداگانه براي تقسيم،‌ ضرب و به توان رساندن بود. ظرفيت حافظه پرسرعت انياك حدود 80 بايت بود كه البته در مقايسه با رايانه هاي امروزي بسيار محدود و حقيرانه است.
انياك زيرنظر جان مشلي و پريسپر اكرت در دانشگاه پنسيلوانيا ساخته شد و طراحي و ساخت كامل آن از سال 1943 تا سال 1945 به طول انجاميد. انياك بسيار عظيم الجثه بود و 30 تن وزن داشت. در اين رايانه بيش از 18 هزار لامپ خلا به كار رفته بود. يكي از مشكلات مهمي كه در انياك حل شده بود يافتن راهي براي كاهش ميزان سوختن لامپ هاي خلا بود كه در رايانه هاي مشابه يك مشكل دائمي محسوب مي شد. انياك تا سال 1955 به طور مستمر مورد استفاده قرار داشت.
طي سال هاي بعد انياك چند بار اصلاح و برنامه ريزي شد. پس از هر بار برنامه ريزي بايد تغييراتي در كابل ها و سوييچ هاي انياك به وجود مي آمد و برنامه نوشته شده بايد به صورت مكانيكي به دستگاه اضافه مي شد.
بخش اعظم امور برنامه نويسي انياك توسط شش زن انجام مي شد. با اصلاح اساسي انياك از سال 1948 به بعد برنامه هاي ذخيره شده بدون دستكاري مكانيكي به انياك اضافه مي شد و نحوه عملكرد اين رايانه غول پيكر هر چه بيشتر نظام مند شد.