Primera generación (1942-1957): válvulas de vacío.
Los computadores mecánicos tenían grandes dificultades para conseguir aumentar su velocidad de cálculo, debido a la inercia de los elementos móviles. Por ello el uso de válvulas de vacío supuso un gran paso adelante en el desarrollo de los computadores, tanto en velocidad como en fiabilidad. La sustitución de los relés por tubos de vacío dio lugar a la denominada primera generación de ordenadores electrónicos.
El Colossus fue la primera computadora completamente electrónica del mundo. Fue diseñada explícitamente por los británicos para poder descifrar los mensajes secretos de los nazis. Fue la primera computadora con programa almacenado de la historia, la primera unidad de control microprogramada y muchas otras valiosas contribuciones a la computación moderna.
Es en 1946, con la aparición de ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), el primer computador electrónico de propósito general, cuando se considera que comienza la historia de los computadores actuales. Ocupaba una superficie de 167m2, pesaba 30 toneladas y consumía 150 KW. Estaba construido con 18.000 válvulas de vacío y permitía realizar cálculos a una velocidad 100 veces mayor que una persona. Era 300 veces más rápido que el Mark I y sólo costaba 400.000 dólares frente a los 5 millones del Mark I. Era programable y la programación se efectuaba mediante cables y conmutadores. Los datos se introducían mediante tarjetas perforadas. Sus principales inconvenientes eran la tediosa tarea de programación, y la limitada capacidad de almacenamiento.
Para eliminar la necesidad de programar manualmente el computador J. Von Neumann propone un computador de programa almacenado denominado EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Su diseño se denomina hoy modelo Von Neumann, y se sigue manteniendo en la mayoría de computadores actuales, con unidad aritmético-lógica, unidad de control, unidades de entrada/salida, y memoria. Este modelo de computador tiene dos características fundamentales: la secuencialidad en la transmisión y tratamiento de los datos, y la codificación de instrucciones mediante impulsos electromagnéticos, reemplazando el cableado. El disponer de capacidad de almacenamiento de memoria para los programas, evitaba el tedioso trabajo de reconexión que era necesario en la máquina ENIAC. Este computador constaba de 4.000 válvulas y 10.000 diodos de cristal, con una autonomía de hasta 8 horas sin errores. Disponía de un lectorgrabador de cinta magnética.
Los primeros computadores comerciales de esta generación, que aparecieron en la década de los 50, fueron el UNIVAC I y II (Universal Automatic Computer), fabricados por Eckert y Mauchly y la serie 700 de IBM. Estas computadoras se consideran el punto de partida en el surgimiento de los verdaderos ordenadores que más tarde serían de acceso común a la gente.
En esta primera generación de computadores, las instrucciones se procesaban en serie: se buscaba la instrucción, se decodificaba y luego se ejecutaba. La velocidad típica de procesamiento que alcanzaron los computadores era aproximadamente 40.000 operaciones por segundo. Eran equipos de gran tamaño, escasa capacidad y difícil mantenimiento, que disipaban mucho calor. Los trabajos se realizaban en monoprogramación y no existía sistema operativo, por lo que los periféricos de entrada/salida dependían directamente del procesador. Se programaba en lenguaje máquina, lo que exigía programadores muy especializados.