Исторически первые и наиболее передовые технические решения были предложены талантливым немецким инженером Конрадом Цузе (Zuse, Kohnrad; 1910–1995) в 1938–1945 годах.

Цузе начал работу над проектами вычислительных машин в 1934 году в возрасте 24 лет, еще ничего не зная о трудах Бэббиджа, с которыми он познакомился в 1937 году. В 1938 году он создает модель Z-1 на механических элементах, которая оказалась ненадежной, затем промежуточную модель Z-2 и, наконец, в 1941 году Z-3, которая стала первой в истории построенной и работающей программно-управляемой универсальной вычислительной машиной.

Машина Z-3 была собрана на обычных телефонных реле (2600 шт.), оперативная память составляла 64 двадцатидвухразрядных слова. Управление осуществлялось от 8-дорожечной перфоленты, в качестве которой применялась обычная кинопленка. Система команд одноадресная, использовалась двоичная (еще до фон Неймана!) система счисления, однако операции условной передачи управления в машине не было. Скорость работы: сложение 0.3 с, умножение 4–5 с. Ввод исходных данных с клавиатуры, вывод – на световое табло из лампочек.

Условия работы Конрада Цузе никак не соответствовали гениальности его замыслов. Работая в гитлеровской Германии в годы Второй мировой войны, он был отрезан от всех источников информации и трудился в одиночестве, превратив в мастерскую одну из комнат родительского дома. Когда союзники начали бомбить Берлин, большинство конструкций, в том числе Z-3, сгорело. Осталась лишь незаконченная модель Z-4. Погрузив ее на тележку, Цузе вместе с потоком беженцев отправился на юг Германии, в Баварские Альпы, где стал дожидаться окончания войны. В это время американцы начали охоту за немецкими учеными – участниками ракетного и атомного проектов, однако Цузе счастливо избежал пленения, спрятав свою машину в сарае сельского дома.

В первые послевоенные годы Цузе, не имея средств и возможностей работать над проектированием вычислительных машин, был вынужден заниматься чисто теоретическими проблемами. Именно в это время он придумал первый в истории высокоуровневый язык программирования Plancalcul – «планирующее вычисление», о котором мы будем говорить в дальнейшем. Только в 1949 году ему удалось организовать собственную фирму Zuse, в которой он наладил выпуск сначала релейных, а впоследствии и электронных вычислительных машин. Однако время было упущено, немецкую инициативу перехватила Америка.