前言
几年前的一个晚上，我和我的一位研究生室友待在寝室，各自使用计算机做课题设计。他敲击着键盘，突然提出一个问题：“计算机只能识别0和1，可我每敲一个键，屏幕上就显示一个文字，它是怎么靠0和1做到这一点的呢？”我对他的问题很感兴趣，马上和他讨论有关逻辑电路的问题。不过话题没有持续多久，因为我们很快就说完了脑中的计算机知识，且对自己既粗浅又不系统的解析很不满意。后来我继续问其他同学，其他同学的回答也粗浅、零散。如果让一个外行来听，他一定会抱怨：“这等于什么也没说嘛！”
想来令人诧异，这样一个简单的问题却难倒了一群计算机专业的研究生。于是，我到图书馆查阅相关的图书，到网上搜集相关的资料，发现它们要么以极强的专业性“拒人”于千里之外，要么以极浅的“说辞”敷衍了事。网上偶尔有些优质的博客文章，内容却十分零散，不成体系。因此我决定靠自己把深奥的计算机原理用深入浅出的语言诠释出来。
可要讲的是计算机原理，就必须先说它的历史，因为弄明白一个事物最好的方式就是了解它的发展史。如果撇开历史，研究往往找不准事物的起源，这样就算我们理解了二进制和集成电路，也依然不知道计算机为什么会如此设计。所以了解计算机的历史，才能认识其本源，并真正了解它。
回顾计算机的历史，我们会发现，它的发明从来都不是某个人或某一类人的成果，因为它涉及许多学科，是人类需求增长和思维进化的产物。这里要提到两个耳熟能详的名字——艾伦·图灵和冯·诺依曼。图灵是名哲学博士，诺依曼是位数学家，可是他们的学术成就却为计算机的发展提供了巨大助力，因此他们被誉为“计算机之父”，其实还有许多了不起的计算机先驱。他们甚至比艾伦·图灵和冯·诺依曼更早开启了计算机的历史。
从最原始的结绳与契刻到古代主流的算筹与算盘，再到后来逐渐自动化的机械式与机电式计算机以及电子计算机。可见，早在电子计算机出现之前，人类就经历了计算工具浩浩荡荡的变迁史。每一种计算工具的发明、计算思维的产生、计算方法的运用，都是人类思想质的飞跃；每个节点看似“奇迹”，却又是历史的必然。
让我们一起去追溯计算机的历史吧！这将是一段有趣且收获满满的旅程。我们在一步步向现代计算机靠近的同时，也会逐渐深刻地体会到：原来计算机每一次进步的背后都汇集了那么多先驱的智慧和努力。
内容组织
本书不仅讲述了计算机发展历程中有趣的历史故事，还在故事中介绍历史上各种计算工具的结构与原理，使读者了解它们的发明者是如何构想出如此精妙绝伦的设计的，而这些设计又是如何逐渐演变成强大的现代计算机的。
在结构上，本书参考了上海科学技术出版社1984年出版的《计算机发展史》一书。前4章分别介绍了计算机发展史中的手动时期、机械时期、机电时期和电子时期，第5章展望未来。
本书读者对象
作为一本深入浅出的科普书，本书没有生涩的专业描述，一些关键概念会通过通俗的文字进行讲解。因此，读者不需要具备专业的计算机知识，只需要带着一颗好奇心进行阅读即可。不过，书中会用到一些简单的中学数理化知识，对这些知识已经淡忘的读者可能需要稍稍回忆一下。
不论你是计算机爱好者，还是准备从事计算机行业的零基础人士，都能从本书中获得想要的知识。不过，科普代替不了专业学习，只是以一种轻松的方式“引荐”一门学科。如果你读完本书之后感到意犹未尽，有了更多想要探索的知识点，那么科普的目的就达到了，本书的价值就在于此。
致谢
本书原是作者兴趣使然在网上创作的内容，未曾想有幸能获得出版机会，是简书为怀揣梦想的写作者提供了这样的可能，是行距文化在网络的汪洋中发现了作者这叶不起眼的扁舟。尤其是行距文化的毛晓秋老师提供了许多宝贵意见，才让这些原本“自由散漫”的文字成为正式的出版物。在此深表感谢！
同时，感谢设计师S7牺牲大量业余时间为本书制作诸多精美插图[1]；感谢在美留学的好友Yunli Shao帮忙搜集大量珍贵的参考资料；感谢所有时常被作者问得一头雾水的亲朋好友，他们在数学、电学、光学、声学、化学等领域为本书的内容提供了专业指导。
创作的过程是漫长的，在此要特别感谢家人的理解和支持，尤其是作者的妻子，她比作者更为此事感到自豪，她的认同与鼓励是作者完成创作最大的保障。
最后，感谢出版社编辑的辛勤付出，他们的专业与严谨令人印象深刻，能有此次合作是作者的荣幸。
由于作者水平有限，书中难免有所纰漏，恳请广大读者批评指正。作者的邮箱是458683767@qq.com，本书编辑的联系邮箱为zhangtao@ptpress.com.cn，欢迎来信交流。
注：本书中部分术语的英文译名引自维基百科。
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[1] 具体包括图1.28、图1.29、图1.40、图1.41、图1.43、图2.11、图2.12、图2.13、图2.14、图2.17、图2.18、图2.19、图2.20、图2.24、图2.25、图2.32、图2.33、图2.39、图2.51、图2.52、图2.53、图2.55、图2.56、图2.57、图2.58、图2.59、图2.67、图2.68、图2.69、图2.70、图3.26。