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1952年，IBM开始着手研制一种在国防里具有全用途电子计算机，沃森称之为“国防计算机”——也就是后来改称IBM 701的大型机。这次，他们放弃了穿孔卡，使机器运算速度达到每秒执行17000次指令。
701大型机的成功，预示着IBM加快了计算机研制的进程。在1958年11月，IBM推出大型计算机IBM 709，这是当时用于科学计算、性能最优秀的一台电脑，它也是IBM公司生产的最后一款电子管计算机。
随后几年，IBM开发出具有更快速度和更高灵活性的真空管计算机——IBM 650。该大型计算机拥有将近2000个运算单元，它一度成为上世纪50年代最流行的计算机产品（IBM公司共售出650型计算机约2000台）。
1959年,IBM公司推出了IBM 7090型全晶体管大型机，运算速度可达到每秒229000次，它翻开了第二代电脑的历史新篇章。
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