基于Pico PC的示波器通常用于显示来自计算机的信号，因此当有机会将我们的一个示波器连接到世界上第一台计算机时，我们决定仔细研究一下。
英国最好的秘密 位于伦敦西北约50英里处的Bletchley公园是前WW2破码中心（也称为X站）。正是在这里，一支由才华横溢的数学家组成的专业团队（包括阿兰·图灵）致力于打破德国的Enigma代码以及希特勒和他的高级指挥部使用的更复杂的代码。 在整个战争期间，在布莱切利公园工作的人数增加到了数以千计的人全天候解码和分析信息的程度。尽管参与人数众多，但德国高级指挥官并不知道他们的安全受到损害，并认为他们的守则是牢不可破的。 代码破坏者的成功是盟军胜利的关键因素之一，许多历史学家认为它将战争缩短了2年，挽救了数千人的生命。 战争结束后，公园内发生的所有痕迹都被烧毁或摧毁。这就是布莱切利公园的秘密文化，直到1970年代中期才开始出现所发生的事情。直到今天，许多在那里工作的人仍然不愿意谈论它。 在战争期间，布莱切利公园开发了许多巧妙的辅助设备和机器，以帮助打破密码。其中之一就是Colossus--世界上第一台电子计算机。 （多年来，作为世界上第一台电子计算机的荣誉被授予了美国ENIAC。然而，近年来，英国和美国政府都已经解密并发布了有关巨像的更多信息的论文。鉴于此历史学家的观点。被迫重新考虑，现在大多数人都同意Colossus实际上是世界上第一台电子计算机。）
图1
德国法典
在二战期间，德国人主要依靠Enigma机器对消息进行编码。Enigma交通在波兰战争之前首先被打破，并且在布莱切利的大部分战争中继续被打破。（根据罗伯特·哈里斯的书“谜”，由米克·贾格尔资助并由凯特·温斯莱特主演的新电影已完成拍摄，并将于明年发行。）然而，德国陆军高级司令部并不依赖于恩尼格玛，而是依赖于使用Lorenz公司开发的机器，基于编码的电传打印流量的更复杂的系统。
Lorenz机器使用上面显示的teleprinter穿孔纸带（32符号baudot代码）。通过使用模2加法（布尔术语中的异或NOR）将原始与一系列模糊字符组合来编码该消息。在接收端，通过再次添加相同的模糊字符序列来解码消息。
如果模糊字符的序列是真正随机的，那么就不可能破坏代码，但幸运的是，对于代码破坏者来说，序列是通过旋转机械轮产生的，并且是一个重复的伪随机序列 - 如果这个序列可以被解开，那么代码就可以了被打破了。
在Bletchley工作，John Tiltman准将和剑桥大学毕业生Bill Tutte利用德国无线电操作员的错误开始重建伪随机序列并发现Lorenz编码机的工作原理。这项工作于1942年完成，Dollis Hill的邮局研究实验室被要求建造一台复制Lorenz机器操作的机器（此时他们甚至没有看到Lorenz机器的照片）。使用这台机器（称为'Tunny'），代码开始被打破。问题是计算出正确设置所需的时间。这是一项手动且费力的任务，对于单个消息通常需要数周甚至数月的时间，事实上，当它被解码时，信息是无用的。
巨像简史 着名数学家马克斯·纽曼（Max Newman）设计了一种自动查找洛伦兹机器设置的方法。这包括两圈纸带。第一个包含要解码的消息，第二个包含重复的伪随机序列。这个想法是，每当包含消息的磁带循环通过机器进给时，第二个磁带就被移动一个位置。以这种方式测试每个可能的设置并记录每个设置的分数。希望是“Tunny”机器对消息进行解码所需的分数最高的设置。 马尔文的TRE被要求开发一台机器来实现这个想法。这台机器基于机械继电器，被称为'Robinson'（如Heath Robinson）。虽然罗宾逊工作，但它是不可靠的。特别是机械磁带阅读器在以每秒1000个字符的操作速度保持两个磁带同步时存在问题。 为了解决Robinson的问题，纽曼与Tommy Flowers保持联系，Tommy Flowers是一位在Dollis Hill为邮局工作的才华横溢的电子工程师。 Tommy Flowers的设计以创新的方式解决了罗宾逊的问题。花不是使用纸带来存储伪随机序列，而是使用大量阀门以电子方式复制它。这使用两个磁带保存并解决了同步问题。使用阀门进行数字切换也是一个突破性的步骤，与机械继电器相比，操作速度大大提高（当时的阀门被认为是用于放大模拟信号的不可靠组件。） 巨像的设计始于1943年3月，第一个单元于1944年1月在布莱切利公园投入使用。巨像立即获得成功，巨像 - 图尼组合允许“高等级”德国代码在数小时内解码。这在D日登陆期间证明非常有用。即使按照今天的标准，Colossus的并行设计使其速度极快，现代Pentium PC编程执行相同的解码任务需要两倍的时间来打破代码。 共建造了10座巨像，其设计在整个战争期间得到了改进和升级。这些机器用于解码成千上万的截获信息，并为盟军的胜利做出了巨大贡献。 在战争结束时，为了保持其存在的秘密，10个巨像被拆除，所有技术图纸和图表都被烧毁。他们的存在是近30年来一直保密的。
巨像重建项目 正如已经提到的，关于布莱切利发生的事情的信息在1970年代开始泄漏。在20世纪90年代早期，一场运动开始拯救公园的剩余部分（用于住房）。其中一位活动家是Tony Sale，后来成为布莱切利公园博物馆的第一位策展人。（Tony Sale，在军情五处工作多年，包括担任Peter Wright的技术助理，“Spycatcher”成名） 1993年Tony Sale收集了关于Colossus的所有可用信息，其中包括一些战时照片，一些电路图片段和一些幸存的设计工程师的采访。有了这些信息，他决定重建一个巨像。 重建项目于1994年在Bletchley Park开始，位于原版Colossus 9号计算机的现场。到1996年6月，Tony Sale和他的团队已准备好接通（虽然只能工作在2位而不是完整的5位）。开幕式由1996年6月6日肯特公爵HRH执行。现在还有原设计师Tommy Flowers博士。
PicoScope和光学读卡器 “巨像”的前身“罗宾逊”的问题之一就是录音机。这以“传统”的方式读取包含编码消息的磁带，其涉及使用中心的穿孔孔机械地驱动磁带通过读取器。这将速度限制为每秒1000个字符，如上所述，磁带将分开。 对于Colossus来说，光学磁带阅读器是由Arnold Lynch博士于1942年设计的，每秒可以读取5000个字符。这使用光学系统不仅可以读取5位数据，还可以读取通常用于机械驱动磁带的一排孔。来自该行的信号被用作时钟脉冲以同步整个计算机（与现代计算机同步到主时钟的方式相同）。该系统的好处是磁带可以在低摩擦轮上运行，并且操作速度并不重要。
在Colossus重建右侧的照片中，可以在右侧看到磁带阅读器。一道明亮的光线通过磁带照射并聚焦在硬真空光电池上，每个数据位一个，时钟脉冲一个。重建中使用的光电池（见下文）是原装巨像部件，由于团队只有一个备用部件，因此需要小心处理。 在光线照射光电池之前，它通过光学掩模（由左边的木制框架支撑）“成形”。这有助于确保阀门产生的信号具有均匀的方形形状。光电管顶部的黑色胶带是一个现代化的附加物，可以防止顶部荧光灯的拾取！ Bletchley的Colossus重建位于一个窗户的一端，供公众观看。不幸的是，这使得光电管很难看到，因为它们位于房间的尽头。为了提高参观者对磁带阅读器发生情况的了解，决定从光电池捕获信号并将其显示在基于PC的示波器上。选择基于PC的示波器，因为显示器的大型彩色显示器使其成为几个人想要同时查看数据的理想选择。
当Pico的技术团队自愿帮助显示信号时，我们认为任务很简单。毕竟，我们习惯将示波器连接到计算机，其时钟速度比Colossus快1000倍 - 当然我们错了，任务证明比我们预期的要多一些。我们最初的想法是将PC和基于PicoScope PC的示波器放置在公共观察区域，并将来自阀门的模拟信号沿着长电缆传输到示波器的输入端。我们发现的问题是引线的额外电容阻止了阀门的正常运行。为了解决这个问题，Pico技术人员之一（David Sabine）构建了一个高输入阻抗，低电容缓冲放大器。 缓冲放大器（右侧）从光电二极管获取信号，并将它们沿着约30英尺的电缆传输到右侧的基于PC的示波器。电源也会反馈电缆，为缓冲放大器供电。
在右边的照片中，可以在光学读取器旁边看到缓冲放大器。电缆通过屋顶空隙，通过基于PC的示波器从上下移动到计算机。连接后，系统第一次工作。顶部迹线（蓝色）显示时钟脉冲（来自磁带上的窄孔），底部迹线（红色）显示来自磁带的一个数据流。在示波器显示屏下方，我们打开了PicoScope的一个自动测量值，以显示时钟信号的频率。正如您所看到的，这非常接近每秒5000个字符的磁带阅读器被设计为运行。
