基于Pico PC的示波器通常用于顯示來自計算機的信號，因此當有機會將我們的一個示波器連接到世界上第一臺計算機時，我們決定仔細研究一下。
英國最好的秘密 位于倫敦西北約50英里處的Bletchley公園是前WW2破碼中心（也稱為X站）。正是在這里，一支由才華橫溢的數學家組成的專業團隊（包括阿蘭·圖靈）致力于打破德國的Enigma代碼以及希特勒和他的高級指揮部使用的更復雜的代碼。 在整個戰爭期間，在布萊切利公園工作的人數增加到了數以千計的人全天候解碼和分析信息的程度。盡管參與人數眾多，但德國高級指揮官并不知道他們的安全受到損害，并認為他們的守則是牢不可破的。 代碼破壞者的成功是盟軍勝利的關鍵因素之一，許多歷史學家認為它將戰爭縮短了2年，挽救了數千人的生命。 戰爭結束后，公園內發生的所有痕跡都被燒毀或摧毀。這就是布萊切利公園的秘密文化，直到1970年代中期才開始出現所發生的事情。直到今天，許多在那里工作的人仍然不愿意談論它。 在戰爭期間，布萊切利公園開發了許多巧妙的輔助設備和機器，以幫助打破密碼。其中之一就是Colossus--世界上第一臺電子計算機。 （多年來，作為世界上第一臺電子計算機的榮譽被授予了美國ENIAC。然而，近年來，英國和美國政府都已經解密并發布了有關巨像的更多信息的論文。鑒于此歷史學家的觀點。被迫重新考慮，現在大多數人都同意Colossus實際上是世界上第一臺電子計算機。）
圖1
德國法典
在二戰期間，德國人主要依靠Enigma機器對消息進行編碼。Enigma交通在波蘭戰爭之前首先被打破，并且在布萊切利的大部分戰爭中繼續被打破。（根據羅伯特·哈里斯的書“謎”，由米克·賈格爾資助并由凱特·溫斯萊特主演的新電影已完成拍攝，并將于明年發行。）然而，德國陸軍高級司令部并不依賴于恩尼格瑪，而是依賴于使用Lorenz公司開發的機器，基于編碼的電傳打印流量的更復雜的系統。
Lorenz機器使用上面顯示的teleprinter穿孔紙帶（32符號baudot代碼）。通過使用模2加法（布爾術語中的異或NOR）將原始與一系列模糊字符組合來編碼該消息。在接收端，通過再次添加相同的模糊字符序列來解碼消息。
如果模糊字符的序列是真正隨機的，那么就不可能破壞代碼，但幸運的是，對于代碼破壞者來說，序列是通過旋轉機械輪產生的，并且是一個重復的偽隨機序列 - 如果這個序列可以被解開，那么代碼就可以了被打破了。
在Bletchley工作，John Tiltman準將和劍橋大學畢業生Bill Tutte利用德國無線電操作員的錯誤開始重建偽隨機序列并發現Lorenz編碼機的工作原理。這項工作于1942年完成，Dollis Hill的郵局研究實驗室被要求建造一臺復制Lorenz機器操作的機器（此時他們甚至沒有看到Lorenz機器的照片）。使用這臺機器（稱為'Tunny'），代碼開始被打破。問題是計算出正確設置所需的時間。這是一項手動且費力的任務，對于單個消息通常需要數周甚至數月的時間，事實上，當它被解碼時，信息是無用的。
巨像簡史 著名數學家馬克斯·紐曼（Max Newman）設計了一種自動查找洛倫茲機器設置的方法。這包括兩圈紙帶。第一個包含要解碼的消息，第二個包含重復的偽隨機序列。這個想法是，每當包含消息的磁帶循環通過機器進給時，第二個磁帶就被移動一個位置。以這種方式測試每個可能的設置并記錄每個設置的分數。希望是“Tunny”機器對消息進行解碼所需的分數最高的設置。 馬爾文的TRE被要求開發一臺機器來實現這個想法。這臺機器基于機械繼電器，被稱為'Robinson'（如Heath Robinson）。雖然羅賓遜工作，但它是不可靠的。特別是機械磁帶閱讀器在以每秒1000個字符的操作速度保持兩個磁帶同步時存在問題。 為了解決Robinson的問題，紐曼與Tommy Flowers保持聯系，Tommy Flowers是一位在Dollis Hill為郵局工作的才華橫溢的電子工程師。 Tommy Flowers的設計以創新的方式解決了羅賓遜的問題。花不是使用紙帶來存儲偽隨機序列，而是使用大量閥門以電子方式復制它。這使用兩個磁帶保存并解決了同步問題。使用閥門進行數字切換也是一個突破性的步驟，與機械繼電器相比，操作速度大大提高（當時的閥門被認為是用于放大模擬信號的不可靠組件。） 巨像的設計始于1943年3月，第一個單元于1944年1月在布萊切利公園投入使用。巨像立即獲得成功，巨像 - 圖尼組合允許“高等級”德國代碼在數小時內解碼。這在D日登陸期間證明非常有用。即使按照今天的標準，Colossus的并行設計使其速度極快，現代Pentium PC編程執行相同的解碼任務需要兩倍的時間來打破代碼。 共建造了10座巨像，其設計在整個戰爭期間得到了改進和升級。這些機器用于解碼成千上萬的截獲信息，并為盟軍的勝利做出了巨大貢獻。 在戰爭結束時，為了保持其存在的秘密，10個巨像被拆除，所有技術圖紙和圖表都被燒毀。他們的存在是近30年來一直保密的。
巨像重建項目 正如已經提到的，關于布萊切利發生的事情的信息在1970年代開始泄漏。在20世紀90年代早期，一場運動開始拯救公園的剩余部分（用于住房）。其中一位活動家是Tony Sale，后來成為布萊切利公園博物館的第一位策展人。（Tony Sale，在軍情五處工作多年，包括擔任Peter Wright的技術助理，“Spycatcher”成名） 1993年Tony Sale收集了關于Colossus的所有可用信息，其中包括一些戰時照片，一些電路圖片段和一些幸存的設計工程師的采訪。有了這些信息，他決定重建一個巨像。 重建項目于1994年在Bletchley Park開始，位于原版Colossus 9號計算機的現場。到1996年6月，Tony Sale和他的團隊已準備好接通（雖然只能工作在2位而不是完整的5位）。開幕式由1996年6月6日肯特公爵HRH執行。現在還有原設計師Tommy Flowers博士。
PicoScope和光學讀卡器 “巨像”的前身“羅賓遜”的問題之一就是錄音機。這以“傳統”的方式讀取包含編碼消息的磁帶，其涉及使用中心的穿孔孔機械地驅動磁帶通過讀取器。這將速度限制為每秒1000個字符，如上所述，磁帶將分開。 對于Colossus來說，光學磁帶閱讀器是由Arnold Lynch博士于1942年設計的，每秒可以讀取5000個字符。這使用光學系統不僅可以讀取5位數據，還可以讀取通常用于機械驅動磁帶的一排孔。來自該行的信號被用作時鐘脈沖以同步整個計算機（與現代計算機同步到主時鐘的方式相同）。該系統的好處是磁帶可以在低摩擦輪上運行，并且操作速度并不重要。
在Colossus重建右側的照片中，可以在右側看到磁帶閱讀器。一道明亮的光線通過磁帶照射并聚焦在硬真空光電池上，每個數據位一個，時鐘脈沖一個。重建中使用的光電池（見下文）是原裝巨像部件，由于團隊只有一個備用部件，因此需要小心處理。 在光線照射光電池之前，它通過光學掩模（由左邊的木制框架支撐）“成形”。這有助于確保閥門產生的信號具有均勻的方形形狀。光電管頂部的黑色膠帶是一個現代化的附加物，可以防止頂部熒光燈的拾取！ Bletchley的Colossus重建位于一個窗戶的一端，供公眾觀看。不幸的是，這使得光電管很難看到，因為它們位于房間的盡頭。為了提高參觀者對磁帶閱讀器發生情況的了解，決定從光電池捕獲信號并將其顯示在基于PC的示波器上。選擇基于PC的示波器，因為顯示器的大型彩色顯示器使其成為幾個人想要同時查看數據的理想選擇。
當Pico的技術團隊自愿幫助顯示信號時，我們認為任務很簡單。畢竟，我們習慣將示波器連接到計算機，其時鐘速度比Colossus快1000倍 - 當然我們錯了，任務證明比我們預期的要多一些。我們最初的想法是將PC和基于PicoScope PC的示波器放置在公共觀察區域，并將來自閥門的模擬信號沿著長電纜傳輸到示波器的輸入端。我們發現的問題是引線的額外電容阻止了閥門的正常運行。為了解決這個問題，Pico技術人員之一（David Sabine）構建了一個高輸入阻抗，低電容緩沖放大器。 緩沖放大器（右側）從光電二極管獲取信號，并將它們沿著約30英尺的電纜傳輸到右側的基于PC的示波器。電源也會反饋電纜，為緩沖放大器供電。
在右邊的照片中，可以在光學讀取器旁邊看到緩沖放大器。電纜通過屋頂空隙，通過基于PC的示波器從上下移動到計算機。連接后，系統第一次工作。頂部跡線（藍色）顯示時鐘脈沖（來自磁帶上的窄孔），底部跡線（紅色）顯示來自磁帶的一個數據流。在示波器顯示屏下方，我們打開了PicoScope的一個自動測量值，以顯示時鐘信號的頻率。正如您所看到的，這非常接近每秒5000個字符的磁帶閱讀器被設計為運行。
