Colossus
Colossus は、Lorenz SZ40/42(英語版) 暗号機によって暗号化されたドイツの通信メッセージを解読するために使われた。Colossusの仕事の一部はローレンツ暗号機の電気機械的機能を電子的にエミュレートすることである。ローレンツ暗号機でのメッセージの暗号化手順は、平文と一連の鍵ビットとを結合させ、5つに分割する。鍵ビット列は12個のピン歯車で生成する。このうち5個の歯車は(イギリス側で)Χ(chi)ホイールと呼ばれ、別の5個は Ψ(psi)ホイールと呼ばれた。残り2個は駆動用歯車である。Χホイールは暗号化された文字毎に規則正しく回転し、Ψホイールは駆動用歯車によって制御されて不規則に回転する。
ブレッチリー・パークの暗号解読士ビル・タット(英語版)は、そのマシンが生成する鍵ビット列が、統計的に見て、完全な乱数であれば満たされるはずの振舞からはずれた偏向を示す振舞を発見し、その偏向が暗号を解読してメッセージを読むのに使えると考えた。メッセージを読むためには、ふたつの仕事を実行する必要があった。第一の仕事は「歯車のパターン解読」つまり全ての歯車のピンのパターンを発見することである。それらのパターンはローレンツ暗号機を設定変更するまでの一定期間、複数の異なるメッセージの送信で使われていた。第二の仕事は、発見したピンのパターンに基づいて「歯車を設定する」ことである。各メッセージは歯車の異なる位置から暗号化を開始される。「歯車を設定する」とは、あるメッセージの歯車の開始位置を探すことである。
コンラート・ツーゼの Zuse Z3 は世界初のプログラム制御式の完全機能するコンピュータであり、ベル研究所でジョージ・スティビッツらによって1930年代後半に開発されたマシンと同様、電気機械式リレーを使用していた。アタナソフ&ベリー・コンピュータは電子式で2進数を使用していたが、プログラム可能ではなかった。ヴァネヴァー・ブッシュらが1930年代以前から開発していたアナログコンピュータは半プログラム可能であった。チャールズ・バベッジの解析機関はこれら全てに先行していたし(19世紀中盤)、デジタル式でプログラム可能だったが、部分的にしか制作されず、当時は機能しなかった(ただし、階差機関のレプリカは1991年に製作され動作した)。Colossus は、「デジタル」式で「プログラム可能」で「電子」式であるという組合せでは世界初であるが、汎用性は低かった。より高い汎用性は1946年に開発されたENIACで実現された。いずれにしろプログラム内蔵方式ではなく、同方式により実現されるような柔軟なプログラム可能性もない。