CPU
現代のCPUのような装置が出てくる以前、ENIACのような計算機は、実行する処理の内容を変えるたびに物理的に配線を変更していた。このような機械では、プログラムを変更するために物理的に再構成する必要がある(たとえばENIACなどではパッチパネルが使われた)ことから「プログラム固定計算機」と呼ばれることがある(なお、ENIACは非常に限られた機能と性能になるが、ある程度はプログラム内蔵方式的な動作もできた)。
CPUは一般にソフトウェア(プログラム)を実行する装置として定義されるため、CPUと呼べる装置が現れたのはプログラム内蔵方式のコンピュータからである。プログラム内蔵方式の考え方は、ENIACの設計時にすでに存在していたが、マシンの完成を早期に可能とするため、ENIACの初期段階で採用されなかった。ENIACが完成する以前の1945年6月30日、数学者のジョン・フォン・ノイマンの名で、EDVACに関する報告書の第一草稿 (First Draft of a Report on the EDVAC) という報告書が公開・配布された。この中で、プログラム内蔵方式のコンピュータの設計について概説されている。この報告書はEDSACなどに影響を与えた。EDVACは1949年8月に一応の完成を見、アバディーンに移された。EDVACは様々な命令の集まりを実行するよう設計されていた。
同じ1964年、DECも、「PDP-8」という後世に影響を与えたミニコンピュータを、科学分野や研究分野に向けてリリースした。DECは、後にさらに広く使われることとなる「PDP-11シリーズ」を発表したが、このシリーズは、後に集積回路(IC)が使えるようになると、それを使ったバージョンも製造されている。トランジスタを使ったCPUでは、新たな設計上の工夫をする余裕が生じ、SIMDやベクトル計算機と呼ばれるものが出現した。そのような初期の実験的設計は、後にクレイ社の製造したスーパーコンピュータのベースとなっている。
トランジスタを使ったコンピュータは、それ以前のものと比較していくつかの明確な利点があった。信頼性向上と消費電力低下はもちろん、トランジスタによるスイッチは切り替え時間が劇的に短縮されたため、CPUが高速化された。トランジスタによるコンピュータでは動作周波数は数十MHzまで高速化された。