Dalším krokem ve vývoji k moderním počítačům má vynález, který s počítači na první pohled nemá mnoho společného. Na počátku 19. století vytvořil Joseph Marie Jacquard tkalcovský stroj, který vytvářel tkaný vzor pomocí děrných kartiček. Jehly procházeli systémem děr v kartonových kartách, tudy protahovali nitě a tkali látku. Právě umístěním děr byl dán tkaný vzor. Tkalců stačilo pro nový vzor vytvořit pouze novou soupravu karet. Souvislost s počítači je právě analogie s programy – máme universální stroj a pro různé činnosti vytvoříme různé programy (kartičky) a náš stroj bude vždy dělat to, co má ve svém programu. Jacqardův stroj se ve světě prosadil, v roce 1801 ho představil průmyslníkům v Paříži a podobná technika tkaní se používá dodnes. U Jacqardova stroje se ukázal problém těchto objevů. Stejně jako u Pascaliny se projevil strach lidí z nových technologií a obava o práci, kdy tato technologie nahradila většinou mechanickou práci mnoha lidí.
Snaha zjednodušit a zpřesnit výpočty vedla k práci na vývoji mechanického počítacího stroje anglického matematika Charlese Babbage. Jednou z jeho myšlenek byl postup výpočtu logaritmu s libovolně velkou přesností. Tuto myšlenku rozpracoval v roce 1819, kdy se věnoval astronomii a chtěl zmechanizovat sestavování astronomických tabulek metodou diferencí. Mechanický stroj by tak prováděl složitější výpočty pouze za pomocí sčítání. Babbage tento stroj nakonec v roce 1822 dokončil a říká se mu malý diferenční stroj. Při práci na tomto stroji vypracoval i myšlenku, jak získané výsledky tisknout, ale nakonec ji nezrealizoval.
Poté ho velice zaujal projekt francouzské vlády na sestavování logaritmických a trigonometrických tabulek. Vypracoval projekt, ve kterém uváděl, že sestavení velkého diferenčního stroje by nahradilo celý tým lidí a stroj by se navíc nedopustil žádné chyby. Babbage svým projektem na velký diferenční stroj přesvědčil francouzskou vládu a dostal první grant. Chtěl sestavit stroj pracující s diferencemi až šestého řádu s dvaceti číslicemi. Stroj měl snadno spočítat všechny tabulky, které vláda požadovala a navíc je měl i tisknout.
Při práci na projektu ale nastali problémy, které ale nesouvisely s vlastním vynálezem. V roce 1834 musel práce na projektu zastavit, hlavně z důvodu finančního. Vláda se nemohla rozhodnout, zda projekt bude dále podporovat. V té době už měl Babbage první výkresy analytického stroje, který byl předchůdcem moderních elektronických počítačů. K této myšlence ho vedla právě práce na diferenčním stroji. Analytický stroj obsahoval logické komponenty, které jsou známé z dnešních počítačů – ukládací prostor, výpočetní mechanismus, řízení, vstup a výstup. Ukládací prostor měl obsahovat všechny proměnné, s nimiž měl stroj pracoval a dále také mezivýsledky výpočetních operací. Prostor měl být schopný udržovat až 1000 čísel o 50 cifrách. Babbage šel ještě dál a uvažoval dokonce, že by se obsah ukládacího prostor přepsal na děrné štítky. Výpočetní mechanismus zhruba odpovídal dnešní centrální procesorové jednotce mikroprocesoru. Řízení ovládalo posloupnost operací pomocí děrných štítků. na nichž byly zaznamenány instrukce výpočtu. Babbage svůj analytický stroj nakonec nesestrojil a jedním z důvodů byla i požadovaná mechanická přesnost u tohoto zařízení, kterou technologie v 19. století neumožňovali. Nicméně myšlenkové koncepty z tohoto projektu se ukázali jako správné a pozdější vývoj počítačů to dokázal.
Požadavek ke zrychlování počítání vedl ke vzniku dalších počítacích strojů. V USA vypsali soutěž na počítací stroj pro potřeby sčítání lidu. Tuto soutěž vyhrál se svým strojem H.Hollerith, který je považován za jednoho z otců IBM. Jeho stroj se jmenoval tabelátor. Jednalo se o stroj pracující s děrnými štítky, na která zaznamenával data. Z tohoto štítku mohl tato data později kdykoli opět vyvolat. Stroj umožňoval třídění dat podle daného hesla, prováděl jednoduché početní operace a popřípadě výsledek vytisknul nebo znovu naděroval. Tyto stroje se nakonec staly pomocníky nejen při sčítání lidu, ale i při hromadném zpracování dat ve státní správě, v bankách, v průmyslových podnicích.
Vedle zařízení, které počítaly s diskrétními hodnotami, vznikaly analogové stroje. Příkladem je například elektromechanický diferenciální analyzátor, který sestrojil v roce 1930 Vennevar Bush. Tento člověk stál i u myšlenek, které vedli k hypertextovým dokumentům, později i myšlence www stránek a dalších věcí ze světa moderních počítačů.
Dalším člověkem, jehož myšlenky ovlivnili konstrukce počítačů byl Alan M. Turing, který v roce 1937 publikoval svoji myšlenku Turingových strojů. Významným počítačem ve vývoji, který byl zkonstruován byl v roce 1944 počítač MARK 1. Základním prvkem tohoto počítače byla elektromechanická součástka – relé. Počítač MARK 1 nebyl prvním počítačem založeným na něm, předcházel mu počítač Z1 konstruktéra Konrada Zuse a v roce 1942 počítač Z2. Ten měl v sobě 2600 relé. Počítač MARK 1 zkonstruovali Howard Aiken a Grace Hopper. Použití elektřiny umožnilo těmto strojům, aby byly podstatně rychlejší než čistě mechanické stroje. Počítač vznikl za spolupráce s firmou IBM, skládal se z 9000 relé, 497 mil drátů a celý vážil 5 tun. Jeho výpočetní výkon byl tři operace sčítání za sekundu a jeho nasazení bylo jasné – výpočet atomové bomby. Nakonec stroj pracoval plných 15 let. Na něj dále navázal MARK II., sestrojený firmou IBM, který obsahoval 13000 relé.