1833年，查尔斯·巴贝奇（Charles Babbage）在计算仪器基础上进行改良并制造了差分机。

这是一个自动化程序控制的机器，能够实现所有类型的算术功能。差分机具有现代计算机的所有基本部分：输入设备、存储器、中央处理器和打印机。对于输入和程序设计，巴贝奇使用了穿孔卡片，这种想法借鉴了约瑟夫·雅卡尔（Joseph Jacquard）1801年将穿孔卡片用于旋转织布机的创意。

尽管差分机作为现代计算机的原型已经被记载在历史上，可是直到现在人们都没有制造出全尺寸的差分机。阻碍因素是缺少资金以及严重落后于巴贝奇梦想的技术。即便是制造出了全尺寸的差分机，考虑到它是由蒸汽机提供动力以及纯粹的计算组件，它的运算速度也不会太快。

巴贝奇在1871年逝世，在那之后不到20年，一位名叫赫尔曼·霍尔瑞斯（Herman Hollerith）的美国人使用了全新的技术-电，当时他向美国政府提议制造一个用于人口普查的机器。霍尔瑞斯的电动机械设备只用了不到6周的时间就系统地计算出了美国1890年人口普查的结果，而美国1880年人口普查花费了人们7年多的时间。

相对比来说，这是一个巨大的进步。霍尔瑞斯后来创建了一个公司，这个公司就是现在的IBM公司。