Существенные успехи достигнуты при разработке ряда разделов теории релейных устройств и автоматов. Выполнены первые работы по методам анализа структуры релейных устройств (А. К. Кутти, 1928; М. Цимбалистый, 1928; В. А. Розенберг, 1939), применению аппарата алгебры логики (В. И. Шестаков, 1935—41) и систематическому изложению основ теории релейных устройств (М. А. Гаврилов, 1950—54). Советским учёным принадлежат первые работы, в которых с целью повышения надёжности релейных устройств и автоматов вводится избыточность, основанная на эффективных методах кодирования (Гаврилов, 1960; А. Д. Закревский, 1961). Важный аспект теории автоматов — разработка формализованных языков для описания функционирования и синтеза релейных устройств и конечных автоматов (А. А. Ляпунов, 1952—58, Ю. А. Базилевский, Гаврилов, В. М. Глушков, Закревский, А. А. Летичевский, Ю. Л. Сагалович, В. А. Трахтенброт и др.). Советским учёным принадлежит приоритет в разработке потенциально-импульсных автоматов (А. Д. Таланцев, 1959; В. Г. Лазарев и Е. И. Пийль, 1964). В 60-х гг. была создана теория пульсирующих и растущих автоматов (Я. М. Бардзинь и др.). Построены теории поведения автоматов в случайных средах (М. Л. Цетлин, 1961—63). Всё большее значение приобретают исследования по играм автоматов, их коллективному поведению, вероятностным автоматам (Р. Г. Бухараев, В. И. Варшавский, И. М. Гельфанд, Лазарев и др.).
Важным и быстро развивающимся направлением технической кибернетики является управление сложными техническими системами. Определению критерия, по которому можно судить о сложности той или иной системы, анализу и синтезу сложных систем посвящены работы А. И. Берга, Н. П. Бусленко, Колмогорова, Г. Н. Поварова, Г. С. Поспелова, В. А. Трапезникова, Ю. И. Черняка и др. Создана модельная теория ситуационного управления (Д. А. Поспелов, В. Н. Пушкин).
Существ. вклад был внесён в теорию передачи информации. Первые исследования в этой области были проведены Котельниковым в 1933. Математические основы теории заложены в трудах Колмогорова и А. Я. Хинчина. С середины 50-х гг. в СССР начался период быстрого развития теории передачи информации. Большая роль в этом принадлежит А. А. Харкевичу, с деятельностью которого связано основание в 1961 ведущего центра в этой области знаний — Института проблем передачи информации АН СССР (Москва). С 1966 Институт возглавляет В. И. Сифоров. Значительные успехи были достигнуты в исследованиях по теории информации (Сифоров, Р. Л. Добрушин, И. А. Овсеевич, М. С. Пинскер, Б. С. Цыбаков), теории кодирования (Э. Л. Блох, К. Ш. Зигангиров, В. В. Зяблов и др.), теории обработки изображений (Д. С. Лебедев, Л. П. Ярославский), теории распознавания образов (И. Ш. Пинскер, И. Т. Турбович, В. С. Фаин, Г. И. Цемель), биологической кибернетике (А. Л. Вызов, В. С. Гурфинкель, Е. А. Либерман, М. Л. Шик, А. Л. Ярбус). Быстрыми темпами ведутся исследования по передаче информации в сетях связи; создаётся Единая автоматизированная сеть связи СССР — ЕАСС (впервые эта задача была поставлена Харкевичем в 1956). В Институте проблем передачи информации в 60-х гг. созданы основы теории распределения информации (Лазарев, В. И. Нейман, В. Н. Рогинский, А. Д. Харкевич и др.).
В организации исследований в области кибернетики и её практическом применении, а также в разработке методологических основ кибернетики вообще и технической кибернетики, в частности, особенно большие заслуги принадлежат Бергу.
Область прикладных исследований технической кибернетики охватывает широкий круг вопросов, связанных с общими принципами разработки автоматов и систем управления, а также методов синтеза цифровых вычислительных устройств для программного управления (Воронов, Глушков. Н. Н. Моисеев). Большое внимание уделяется ЭВМ и их математическому обеспечению. Это обусловлено, во-первых, тем, что на основе ЭВМ создаются наиболее сложные системы управления, во-вторых, тем, что реализация таких систем по масштабам ведущихся работ (1976) намного опережает реализацию всех других систем управления.
Советские учёные внесли значительный вклад в развитие вычислит. техники, причём первые крупные достижения в данной области связаны с созданием аналоговых устройств. В СССР были разработаны основы построения сеточных моделей (С. А. Гершгорин, 1927) и предложена идея электродинамического аналога (Н. Минорский, 1936). В 40-х гг. была начата разработка электронных ПУАЗО на переменном токе и первых ламповых интеграторов (Л. И. Гутенмахер). В 1949 был построен ряд аналоговых вычислительных машин на постоянном токе (под руководством В. Б. Ушакова, Трапезникова, Котельникова и С. А. Лебедева).
Среди средств современной вычислительной техники доминирующее положение занимают универсальные электронные ЦВМ. Первая в СССР электронная ЦВМ (МЭСМ) была построена в 1950. В 1952 была разработана ЭВМ БЭСМ — самая быстродействующая (по тому времени) в Европе (8 тыс. операций в сек). Проекты МЭСМ и БЭСМ были разработаны под рук. Лебедева. В 1952 была построена ЦВМ «М-2» (под руководством И. С. Брука). Серийное производство электронных ЦВМ 1-го поколения в СССР было начато в 1953 (ЦВМ «Стрела», разработанная по проекту Ю. Я. Базилевского). В 1959 в МГУ была создана ЦВМ «Сетунь» — первая в мире ЦВМ, работающая в троичной системе счисления. В 1-й половине 60-х гг. в СССР началось производство ЭВМ 2-го поколения. К числу наиболее крупных разработок 60-х гг. принадлежат: вычислительная система БЭСМ-6 (созданная под руководством Лебедева), малые ЦВМ серии МИР (созданные под. рук. Глушкова), малые ЦВМ серии «Наири» (главный конструктор Г. Е. Овсепян), серия ЦВМ «Минск» (созданная под руководством Г. П. Лопато и В. В. Пржиялковского), семейство ЦВМ «Урал» с единой архитектурой (главный конструктор Б. И. Рамеев), управляющая мини-ЭВМ УМ-1-НХ (главный конструктор Ф. Г. Старос) и др. Машина БЭСМ-6 (1966) по номинальному быстродействию (1 млн. операций в сек) значительно превосходила наиболее мощные отечеств. ЦВМ 1-го поколения. Быстродействие БЭСМ-6 было достигнуто преимущественно благодаря мультипрограммному режиму работы. В машине используется совмещение во времени работы внешних накопителей и процессора, перекрытие циклов работы модулей оперативной памяти и опережающая подготовка арифметических команд в устройстве управления. Малые ЦВМ серии МИР (МИР-1, 1966; МИР-2, 1969) были разработаны для выполнения инженерных расчётов. Входной алгоритмический язык машин максимально приближен к языку инженерных расчётов. В серии МИР впервые применено ступенчатое микропрограммирование, позволяющее использовать небольшой объём памяти для записи сложных программ и повысить производительность ЦВМ. Важная особенность МИР-2 — наличие индикаторного устройства со световым пером, которое впервые было использовано для визуального контроля вычислительного процесса.
В развитии программирования существенную роль сыграл операторный метод (А. А. Ляпунов, 1952—58), применение которого позволило расчленить и формализовать процесс составления программы.
Операторный метод стал основой разработки формальных методов изучения программы и проблемно-ориентированных алгоритмических языков. Выполнен ряд крупных работ по вычислительной математике (А. А. Дородницын, Бусленко, С. С. Лавров, Г. И. Марчук и др.) и математическому обеспечению ЦВМ (Глушков, А. П. Ершов, М. Р. Шура-Бура и др.).
В начале 60-х гг. советскими учёными был предложен ряд концепций, реализация которых началась в 70-х гг. Таковы, например, концепции создания государственной сети вычислительных центров и иерархической сети автоматизированных систем управления народным хозяйством СССР (Глушков); концепция семейства ЭВМ, совместимых по математическому обеспечению и внешним устройствам (Рамеев); концепция вычислительной среды, т. е. набора однородных и универсальных цифровых автоматов с программной настройкой (Э. В. Евреинов и Ю. Г. Косарев). В 60-х гг. И. Я. Акушским и Д. И. Юдицким были получены важные результаты в области организации ЭВМ, использующих систему счисления в остаточных классах, 70-е гг. — период наиболее значительных разработок в области вычислительной техники. В 1972 начат выпуск ЦВМ Единой системы электронных вычислительных машин (ЕС ЭВМ), в разработке которой участвовало большинство стран СЭВ. ЕС ЭВМ представляет собой серию универсальных ЦВМ 3-го поколения (на интегральных схемах) с широким диапазоном производительности (от 10 тыс. до 2 млн. операций/сек). Косвенным показателем значения вычислительной техники для народного хозяйства СССР может служить доля средств вычислительной техники в общем объёме производства приборов и средств автоматизации: если в 1960 она составляла всего 8%, то в 1975 — 69%.
