Konrad Zuse (1910-1995) foi o primeiro a desenvolver máquinas de cálculo controladas automaticamente. Esse engenheiro civil percebeu rapidamente que um dos aspectos mais onerosos ao se fazerem longos cálculos com dispositivos mecânicos era guardar os resultados intermediários para depois utilizá-los nos lugares apropriados nos passos seguintes . Em 1934, depois de várias idéias e tentativas, Zuse chegou à conclusão que um calculador automático somente necessitaria de três unidades básicas: uma controladora, uma memória e um dispositivo de cálculo para a aritmética. Ele desenvolveu o seu Z1, em 1936, um computador construído inteiramente com peças mecânicas e que usava uma fita de película cinematográfica para as instruções que controlavam a máquina.

Em 1938, antes mesmo de terminar o Z1, um aluno de Zuse, Helmut Schreyer, construiu uma parte do Z1 usando válvulas. Em função da situação de pré-guerra, Zuse teve de abandonar essa linha de desenvolvimento - seriam necessárias 1000 válvulas, o que era impossível naquele momento - e continuou o Z2 usando tecnologia baseada em relés.

Esses dois primeiros modelos eram somente para teste: "tinham todas as características do computador posterior, mas não trabalhavam satisfatoriamente. O Z3 foi terminado em 1941 e foi o primeiro modelo totalmente operacional". O Z3, como a maioria das máquinas dessa primeira geração, usava dois mecanismos separados para as funções aritméticas e tinha uma unidade especial para conversão de números na notação decimal para a binária. Em termos de velocidade podia ser comparado ao MARK I, discutido mais à frente, que foi terminado dois anos após o Z3. O Z3 executava três a quatro adições por segundo e multiplicava dois números em quatro ou cinco segundos. Nunca chegou a ser usado para grandes problemas em função de possuir uma memória de tamanho limitado. Foi destruído, junto com a casa de Zuse, por um bombardeio em 1944.

O Z4 começou a ser desenvolvido quase que simultaneamente ao final do trabalho do Z3. Era essencialmente a mesma máquina, com maior capacidade de memória e mais rápida. Por causa do avanço das tropas aliadas, o trabalho do Z4 foi interrompido quase ao seu final e a máquina ficou escondida em uma pequena cidade da Bavária chamada Hinterstein Em 1950, na Suíça, Zuse reconstruiu o seu Z4, e fundou uma empresa de computadores, absorvida depois pela Siemens. As máquinas de Zuse tiveram pouco impacto no desenvolvimento geral da Computação pelo absoluto desconhecimento delas até um pouco depois da guerra .

Z1

Zuse prosseguiu apaixonadamente em seu trabalho solitário com as máquinas até 1939. Quando irrompeu a Segunda Guerra Mundial, Zuse, Stibtz e outros pioneiros do computador, em ambos os lados do Atlântico, atiraram-se numa corrida desesperada para colocar seu novo tipo de arma à disposição do arsenal moderno. Além desses, a guerra estimularia outros grandes avanços na teoria e no planejamento de computadores

Em 1936 Konrad Zuse, com a ajuda de vários amigos, começou a construir um calculador mecânico, na "sala de estar" do apartamento dos seus pais em Berlim.

 Este calculador utilizava um sistema binário constituído por "pinos" cravados numa régua metálica onde podiam ocupar duas posições. Esta técnica era diferente da usada nos calculadores mecânicos da época que utilizavam engrenagens com 10 "dentes".

 O computador digital mecânico ficou pronto em 1938. Denominado V-1 (Versuchsmodell-1), Zuse mudou a sua designação, após o fim da guerra, para Z1 a fim de evitar confusões com a denominação dos foguetões construídos pelo seu amigo Werner von Braun. O Z1 nunca chegou a funcionar na prática.

 Antes de terminar o Z1, Zuse começou a trabalhar num outro computador com componentes eletromecânicos (relais ) e válvulas. No entanto, como era difícil obter válvulas numa Alemanha que se preparava para a guerra, o segundo modelo, denominado Z2, foi construído apenas com componentes eletromecânicos (relais ).

 A construção do Z2 foi terminada em Abril de 1939 e Zuse fez uma demonstração do computador para a Deutsche Versuchsanstalt fur Luftfahrt (Instituto de Investigação da Força Aérea Alemã), o qual concordou em financiar a construção de um computador mais potente que foi denominado Z3.

 O Z3 era comandado por uma fita perfurada utilizando com suporte filmes de cinema inutilizados. Tinha uma memória com 1.400 relais, a UAL (Unidade Aritmética e Lógica) dispunha de 600 relais e o total de 2,600 relais ocupavam três bastidores com cerca 1,83m de altura e com cerca 1m de largura. A construção do Z3 foi terminada em 5 de Dezembro de 1941. O Z3 foi destruído por um bombardeamento aéreo em 1944.

 Ao Z3 seguiu-se a construção do Z4 que era praticamente idêntico ao anterior com a diferença de utilizar words de 32 bit em vez de words de 64 bit. O Z4 foi escondido em vários locais na Alemanha, de modo a evitar que fosse destruído. Depois de restaurado foi instalado na Suiça no Federal Polytechnical Institute (ETH) em Zurich, em 1950. Em 1955 foi transferido para o Instituto de Investigação Francês de Aerodinâmica, perto de Basileia, onde funcionou até 1960.

Konrad Zuse perdeu todas as suas máquinas, com exceção do Z4, no bombardeio aliado de Berlim. Para evitar a captura pelo Exército soviético, durante os últimos dias da guerra, uniu-se a um comboio de cientistas especialistas em foguetes e fugiu para os Alpes bávaros, transportando o Z4 num vagão. O Exército dos Estados Unidos recrutou rapidamente um dos outros cientistas do comboio, Wernher von Braun. Zuse escondeu sua máquina no celeiro de uma fazenda na Bavária, e ninguém prestou muita atenção a ela. Em 1949, começou a fabricar sucessores comerciais do Z4. O negócio prosperou, mas passaram-se quase duas décadas antes que os historiadores conferissem a Zuse e a suas máquinas feitas em casa o lugar que merecem na evolução do computador