Паралельно з С.І. Лебедєвим у Москві свої оригінальні ідеї в області обчислювальної техніки почав реалізовувати член-кореспондент Академії наук СРСР Ісак Семенович Брук, чудовий вчений, дуже цікавий і своєрідна людина.
Як і Лебедєв, він почав свою наукову діяльність в електроенергетиці. Працюючи в Енергетичному інституті АН СРСР (ЕНІН), Брук ще в 1939 році створив механічний інтегратор для вирішення диференціальних рівнянь, по суті, представляв собою аналогову цифрову обчислювальну машину. А в 1948 році спільно з Б.І. Рамєєвим розробив проект цифрової обчислювальної машини з жорстким програмним управлінням, в якому вчені дуже близько підійшли до ідеї збереженої в пам'яті програми.
У 1950-51 роках в лабораторії ЕНІН (фактично в напівлегальних умовах) Брук і кілька його талановитих учнів розробили і реалізували першу малогабаритну лампову електронну обчислювальну машину М-1. Така машина порівняно невеликих розмірів могла використовуватися в наукових лабораторіях для вирішення різних завдань. М-1 виконувала операції над 20-розрядними двійковими числами із швидкістю 15-20 оп / с і мала пам'ять на магнітному барабані ємністю 256 чисел. Елементну базу становили близько 500 електронних ламп, а також кілька тисяч напівпровідникових пристроїв, вперше використаних при конструюванні обчислювальної машини. Це були трофейні німецькі випрямлячі.
Перша машина Брука була справді першої в багатьох відносинах - в оригінальності ідеї малої ЕОМ, у використанні нового типу елементів - напівпровідників, нарешті, в тому, що це була перша діюча машина в Москві. БЕСМ і "Стріла" знаходилися ще на стадії монтажу, коли на М-1 почали вирішуватися реальні завдання. Хоча ця машина, подібно МЕСМ, фактично була створена в макетному виконанні, на ній робилися серйозні розрахунки, наприклад, для відомства академіка Курчатова і для завдань ракетобудування, вирішуються в КБ під керівництвом Корольова Відразу після завершення робіт над своєю першою машиною Брук задумує М-2 , головним конструктором якої стає Михайло Олександрович Карцев, який увійшов до команди Брука будучи ще студентом МЕІ.
М-2 була значно потужнішою і конструктивно досконалою системою в порівнянні зі своєю попередницею, хоча і її класифікують як малогабаритну ЕОМ. Робота над нею була проведена в рекордно короткий термін - з квітня по грудень 1952 року. М-2 діяла із швидкістю 2 тис. операцій в секунду і включала понад півтори тисячі радіоламп. Машина експлуатувалася довго, 15 років, і в перші роки свого існування ділила обчислювальне навантаження тільки з двома реально діючими ЕОМ у Союзі - БДСМ і "Стрілою". Завдання для М-2 пропонували дуже серйозні організації, в тому числі сам ЕНІН, Інститут експериментальної і теоретичної фізики, Інститут прогнозів погоди, МАІ, Курчатовський Інститут, Інститут економіки, Інститут механіки АН СРСР та інші. У червні 1956 року заробила М-3, чергова машина лабораторії Брука
Нове дітище лабораторії електросистем ЕНІН - М-3 - втілило в собі остаточно сформульовану Бруком концепцію малогабаритної машини. Ідея Брука полягала в тому, щоб розширити спектр застосування ЕОМ, зробивши їх доступними обчислювальним лабораторіям, науковим інститутам, конструкторським бюро, яким потрібні були цифрові обчислювальні машини, але завдання яких не вимагали рекордного швидкодії.
У 1957 році в лабораторії Брука (Лумсі) почалася розробка ЕОМ для радіолокаційної станції - М-4. Завдання управління РЛС пред'являла дуже серйозні вимоги до обсягів інформації, швидкості обробки, ємності пам'яті, надійності машини. Карцев володів неабияким інженерним талантом, розробники за роки роботи з Бруком стали справжніми професіоналами в новій галузі, і машина вийшла вдалою і багато в чому первопроходческую. Вперше внутрішня пам'ять була розділена на оперативну пам'ять даних і ПЗУ програм і констант. У результаті підвищувалася стійкість до відмов і збоїв, надійність машини. У М-4 з'явилися спецпроцесори вводу / виводу, завдяки чому розпаралелюється обробка даних і обмін із зовнішніми пристроями, і М-4 працювало швидше. Апаратно реалізували витяг квадратного кореня - у задачах такого роду ця операція займає близько 30% загального рахунку.
Але головне, М-4 була однією з перших машин на принципово новій елементній базі - напівпровідникових транзисторах (окрім пам'яті, яка як і раніше реалізовувалася на ферритах). Брук звернув увагу на перспективні можливості напівпровідникових елементів ще на самому початку робіт над обчислювальними машинами, а коли в 1957 році в країні почався промисловий випуск транзисторів, в Лумсі активно зайнялися вивченням їх властивостей. І прийшли до висновку, що на транзисторах вдасться побудувати надійні машини з швидкодією не нижче 10 тис. операцій у секунду. М-4 вважала зі швидкістю 20 тис. операцій у секунду.
Наступною ЕОМ з даної серії стала М-5. М-5 замислювалася як мультипрограмна і багатотермінальних ЕОМ - також дуже передові для того часу ідеї. Мультипрограмному означала, що машина може працювати одночасно з декількома, до восьми, програмами, так що коли йде виконання операцій однією з них, зовнішні пристрої ведуть обмін інформацією для інших. Крім того, можна було запускати рахунок за вже готовим програмами і одночасно вести налагодження декількох програм з термінальних пультів. Робота з безліччю програм могла йти як у пакетному режимі, так і з поділом часу, і для ефективної підтримки багатозадачності розробники реалізували сторінкову організацію оперативної пам'яті. У підсумку М-5 забезпечувала продуктивність 50 тис. операцій у секунду.
В кінці 50-х І.С. Брук висунув ідею використання малих ЕОМ в якості керуючих машин. Вперше пропонувалося застосовувати обчислювальну техніку не тільки для великих математичних, фізичних або технічних розрахунків, а й у вирішенні завдань управління технологічними об'єктами і навіть економічними процесами. Ідеї Брука послужили поштовхом до створення в кінці 50-х ряду науково-дослідних організацій по керуючим машинам. Зокрема, на базі Бруковська лабораторії в ЕНІН в 1958 році з'явився Інститут електронних керуючих машин (ІНЕУМ АН СРСР). Його першим директором став сам Брук. В інституті в 60-х роках розроблялися нові моделі машин серії М для керуючих застосувань в різних галузях народного господарства. У 70-х ІНЕУМ став головною організацією зі створення серії малих керуючих ЕОМ - СМ ЕОМ.
У 1958 році АН СРСР у серії "Питання радянської науки" опублікувала його проблемну записку "Розробка теорії, принципів побудови та застосування спеціалізованих обчислювальних і керуючих машин". У цій роботі Брук систематизує пропозиції щодо застосування ЕОМ у автоматизації промисловості. Він формулює основні напрями наукових досліджень з управління технологічними об'єктами з допомогою обчислювальних машин і створення систем управління, які включають в себе як необхідної ланки людини - оператора керуючої ЕОМ.
І.С. Брук був людиною визначним і дуже своєрідним. За стилем своєї діяльності це був, швидше, вчений-одинак, генератор ідей, які підхоплювали і реалізовували його учні і соратники. А він перемикав свою творчу енергію і талант на щось нове. Рекламу собі і своїм науковим досягненням робити не вмів, тому напрямок по розробці малих ЕОМ звучало, можливо, не так голосно, як досягнення творців суперпродуктивних машин першого і другого покоління.
В останній період свого життя вчений зацікавився проблемами економіки і можливостями застосування ЕОМ для управління економічними процесами. Цей інтерес виник на початку 60-х, коли в країні з'явилися ознаки економічних змін, намічалося проведення господарської реформи. Однак активне втручання Брука у вирішення економічних проблем не віталося, і в 1964 році його фактично "вийшли" на пенсію. Але і після цього вчений продовжував займатися дослідницькою роботою, залишався науковим консультантом і керівником науково-технічної ради ІНЕУМ.