本书从*基本的电学知识开始，带领读者一步一步、从无到有地制造一台能全自动工作的计算机。在这个过程中，读者可以学习到大量有趣的电学、数学和逻辑学知识，了解到它们是如何为电子计算机的产生创造条件，并促使它不断向着更快、更小、更强的方向发展。通过阅读本书，读者可以很容易地理解自动计算实际上是如何发生的，而现代的计算机又是怎么工作的。以此为基础，在本书的后面集中介绍了现代计算机的组成和主要功能，以及计算机核心与外部设备的接口，并对以操作系统为核心的软件进行了介绍。

这是一本平易近人、妙趣横生的书，带您穿越萦绕在脑海中的种种迷雾，为您解开计算机原理的面纱。

推荐序：
中国工程院院士 倪光南
56年前，我从大学毕业后，被分配到北京的中国科学院计算技术研究所工作。那时，中国还没有自己的计算机，国家建立我们这个研究所，就是为了研发中国自己的计算机。我很幸运，能够进入计算所，亲身参与了新中国在计算机事业上从零到有的发展历程。
今天，人们可能认为计算机没什么了不起，可能每个人身上都带着好几个计算机，随时随地都可以叫计算机给自己做事，但是在我们那个时候，计算机是非常神秘、非常稀罕的。就拿中国自己设计的第一台计算机为例，这台计算机称为119机，每秒钟运算5万次，是用电子管做的，人们称为第一代计算机，这是最早的技术。后来发展到第二代计算机，是用晶体管做的，然后发展到第三代计算机，是用集成电路做的，最后发展到第四代计算机，就是用大规模集成电路做的。沿着这条路径，计算机发展就和集成电路的发展融合起来了。现在可以说，集成电路是计算机的核心技术，是计算机的载体，是计算机的主要成分，集成电路的发展决定着计算机的未来……
不过，人们都有探索自然奥秘的好奇心，尽管计算机已经随手可得，有人还会有兴趣去了解：计算机怎么会一步步地变得能干起来、变得越来越聪明了？了解这些事，对人们求得自己的进步也有意义，这其实就是科普的价值，通过科普来普及科学技术知识、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神，等等。
本书作者有志于科普计算机的知识，向广大读者奉献了这本普及计算机知识的《穿越计算机的迷雾》一书，这其实是很有挑战性的工作。因为对于生活在今天信息技术高度发展的时代，要把人们拉回到计算机发展的早期，让他们了解那些早期困惑计算机工作者的难题，这有点像对计算机进行考古的味道了！对于很多小朋友来说，他们生活在一个有智能手机、平板电脑、可以随时随地上网、打电话、聊天交友、购物的时代，他们会认为这个世界一直就是这样，为什么还要去考古呢？
然而实际上，几十年前的生活并不是这个样子。我们现在所享受的这些便利，都起源于上世纪五十年代，是从世界上第一台电子计算机的诞生而开始的。第一台电子计算机的诞生使信息处理数字化、自动化，随后，利用电子计算机的技术原理，人类成功地把更多的事物数字化，例如声音、图像、文字、图纸、生产流程、交易记录、商品参数，等等；并产生了很多像电脑终端、智能手机、数字电视、交换机、路由器这样的数字信息处理设备，这就形成了我们今天可以在电脑和手机上抢购商品、看视频、即时通话，无现金支付、网上就医……的技术基础。
我们生活的这个星球就像一个村子，每个国家都是一个村户，我们每一个人都是这个地球村的村民。然而，从古到今，这都不是一个和平宁静的村庄，战争、饥饿威胁着人类，经济和科技的发展也极不均衡。在历史上，中国曾长期遭受西方发达国家的禁运制裁和技术封锁。今天，中国在航空航天、量子通信、超算、核能、高铁、港口龙门吊、挖泥船、高温超导、纳米科技、量子计算、正负电子对撞机、高性能计算机、北斗导航等方面的进步与突破基本上都是在外国的技术封锁下自主研发、自主创新完成的。
科学技术是一个国家的命脉，事关一个国家和民族的生死存亡。习近平总书记多次对中国互联网事业作出重要指示：网信事业要发展，必须贯彻以人民为中心的发展思想；依法加强网络空间治理，加强网络内容建设；必须突破核心技术这个难题，争取在某些领域、某些方面实现弯道超车。中共十九大报告提出，加强应用基础研究，拓展实施国家重大科技项目，突出关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新，为建设科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国、智慧社会提供有力支撑。
青少年是国家的未来，是国家的希望，要建设数字中国，发展核心电子器件、高端通用芯片和基础软件，提高我国信息产业的核心竞争力，必须从娃娃抓起。这就需要唤起他们对科学的兴趣，在他们的心里播下热爱科学的种子，而这正是广大科普工作者的工作。
在此，我再次向广大的青少年推荐这本《穿越计算机的迷雾》的计算机科普著作，这是一本妙趣橫生、引人入胜的科普读物，它既讲清了电子计算机的工作原理，也能够极大地激发青少年对于信息技术的兴趣，引导他们走进科学的殿堂。
二〇一八年二月八日

李忠，2000年至今，长春电视台科教频道。主要出版著作《穿越计算机的迷雾》《x86汇编语言：从实模式到保护模式》。

第1章 了解计算机，要从电开始
1.1　有的东西能导电，而有的则不能 / 2
1.2　电的老家是原子 / 3
1.3　为什么有些东西可以导电 / 6
1.4　电流是怎样形成的 / 8
1.5　电路和电路图 / 12
第2章 用电来表示数
2.1　怎样用电来代表一个数字 / 18
2.2　古怪的二进制计数法 / 22
2.3　二进制数就是比特串 / 26
2.4　用开关来表示二进制数字 / 27
第3章 怎样才能让机器做加法
3.1　我们是怎样用十进制做加法的 / 31
3.2　用二进制做加法其实更简单 / 32
3.3　使用全加器来构造加法机 / 34
第4章 电子计算机发明的前夜
4.1　电能生磁 / 40
4.2　继电器和莫尔斯电码 / 42
4.3　磁也能生电 / 46
4.4　电话的发明 / 48
4.5　爱迪生大战交流电 / 49
4.6　无线电通信的开端 / 55
第5章 从逻辑学到逻辑电路
5.1　逻辑学 / 61
5.2　数理逻辑 / 73
5.3　数字逻辑和逻辑电路 / 78
第6章 加法机的诞生
6.1　全加器的构造 / 91
6.2　加法机的组成 / 96
第7章 会变魔术的触发器
7.1　不寻常的开关和灯 / 98
7.2　反馈和振荡器 / 99
7.3　电子管时代 / 103
7.4　记忆力非凡的触发器 / 108
7.5　触发器的符号 / 113
第8章 学生时代的走马灯
8.1　能保存一个比特的触发器 / 114
8.2　边沿触发 / 118
8.3　揭开走马灯之谜 / 120
8.4　这个触发器很古怪 / 122
第9章 计算机时代的开路先锋
9.1　纯电子化的计算时代 / 124
9.2　晶体管时代 / 127
9.3　新材料带动技术进步 / 132
第10章 用机器做一连串的加法
10.1　把一大堆数加起来 / 136
10.2　轮流使用总线 / 140
10.3　简化操作过程 / 143
10.4　这就是传说中的控制器 / 147
第11章 全自动加法计算机
11.1　咸鸭蛋坛子和存储器 / 152
11.2　磁芯存储器 / 159
11.3　先存储，后计算 / 161
11.4　半自动操作 / 165
11.5　全自动计算 / 169
第12章 现代的通用计算机
12.1　更多的计算机指令 / 173
12.2　当计算机面临选择时 / 177
12.3　现代计算机的大体特征 / 181
12.4　为什么计算机如此有用 / 184