Ein Relais ist ein elektromagnetischer Schalter: Über einen Stromkreis wird ein Magnet aktiviert, sodass wiederum ein anderer Stromkreis geschaltet werden kann. Dieses Prinzip ist seit ca. 1835 erprobt. Relais sind sehr robust gebaut und ihr Schaltzustand ist optisch wie akustisch leicht erkennbar.

Dem Ingenierstudenten Konrad Zuse ist diese Technik wohlbekannt. Mithilfe seines Kommilitonen Helmut Schreyer konstruiert er in Berlin den ersten programmgesteuerten Rechner aus insgesamt 2000 Relais. Der fertige Zuse 3 wird April 1941 der Öffentlichkeit vorgestellt. Drei Jahre später wird der Z3 während eines Bombenangriffes im Zuge des Zweiten Weltkrieges jedoch zerstört. Ein Nachbau steht heute im Deutschen Museum in München.

Der Z3 ist in der Lage alle mathematischen Grundrechenarten sowie Quadratwurzeln und Dezial-Dual-Umwandlungen durchzuführen. Ungleich britischen oder amerikanischen Forschern, die etwa zeitgleich vergleichbare Rechner entwickeln, erhalten Zuse und Schreyer keine staatliche Unterstützung für ihre Erfindung.

Von den 2000 Relais sind 600 für eine Gleitkommaarithmetikeinheit und 1400 für eine Speicherkapazität von bis zu 64 Wörtern zuständig. Die Taktfrequenz des Z3 liegt zwischen 5 bis 10 Hz. Eine Addition benötigt beispielsweise 3 Takte, eine Multiplikation 16 und eine Division 28. Dafür nimmt er 4 KW elektrische Leistung auf. Das verantwortliche Rechenprogramm ist auf einen alten Kinofilm kodiert worden.