1.1 计算机的三个根本性基础
1. 计算机是执行输入、运算、输出的机器
2. 程序是指令和数据的集合
3. 计算机的处理方式有时与人们的思维习惯不同
1.2 输入、运算、输出是硬件的基础
从硬件上来看，可以说计算机是执行输入、运算、输出三种操作的机器。计算机的硬件由大量的 IC（Integrated Circuit，集成电路）组成。
计算机所做的事就是“输入”数据 1 和 2，然后对它们执行加法“运算”，最后“输
出”计算结果 3。
输入、运算、输出三者必须成套出现，缺一不可。
1.3 软件是指令和数据的集合
下面介绍软件，即程序的基础。所谓程序，其实非常简单，只不过是指令和数据的集合。无论程序多么高深、多么复杂，其内容也都是指令和数据。
所谓指令，就是控制计算机进行输入、运算、输出的命令。把向计算机发出的指令一条条列出来，就得到了程序。
程序中的数据分为两类，一类是作为指令执行对象的输入数据，一类是从指令的执行结果得到的输出数据。
因为计算机是先把所有的信息都表示成数字后才对其进行运算的，所以编程语言的语法类似数学算式也就不足为奇了。但是在程序中有一点与数学不同的是，变量和函数的名字都可以由一个以上的字符构成。
所谓编译就是把用 C 语言等编程语言编写的文件（源文件）转换成用机器语言（原生代码）编写的文件。
1.4 对计算机来说什么都是数字
计算机有计算机的处理方法，这是三大原则中的最后一点。计算机本身只不过是为我们处理特定工作的机器。如果计算机能自己干活的话，那么笔者一定会买几百台，让它们先替自己完成一整年的工作。但是，并没有这种会挣钱的计算机，计算机终究只是受人支配的工具。
迄今为止，使用计算机的目的就是为了提高手工作业的效率。例如，文字处理软件可以提高编写文档的效率；电子邮件可以提高传统邮件寄送的效率。总之，作为可以提高工作效率的工具，有些靠手工作业完成的业务可以直接交给计算机处理。但是也有很多手工作业无法
直接由计算机处理。也就是说，在用计算机替代手工作业的过程中，要想顺应计算机的处理方法，有时就要违背人们的思维习惯。请诸位特别留心这一点。
用数字表示所有信息，这就是一个很具有代表性的计算机式的处理方法，这一点也正是和人类的思维习惯最不一样的地方。
1.5 只要理解了三大原则，即使遇到难懂的最新技术，也能轻松应对
有关计算机三大原则的说明到此结束。只要理解了这三大原则，即使遇到难懂的最新技术，也能轻松应对。下面就给诸位看一个具体的例子。这里摘录了一段有关 .NET 技术的介绍，.NET 是微软公司率先提出的一种新技术。
【有关 .NET 的说明之一】
微软公司率先提出了作为新一代互联网平台的 .NET 技术。作为.NET 核心的 XML Web 服务使用通用技术 SOAP、XML，促使企业间的计算机协同工作。
【有关 .NET 的说明之二】
计算机是执行程序的机器。程序是指令和数据的集合。为了使互联网上相互连接的计算机能通过程序协同工作，微软公司采用了 SOAP以及 XML 规范。SOAP 是关于调用指令的规范，XML 则是定义数据格式的规范。
只要定义出了指令和数据的规范，装有符合规范的程序的计算机自然就可以相互协作了。所谓计算机的协同工作指的是，输入到一台计算机中的数据，可以通过互联网传送到与这台计算机相连的其他计算机上执行运算，运算所输出的结果再返回给这台计算机。像这样部署在其他计算机上能执行某种运算的程序就叫作 XML Web 服务。
1.6 为了贴近人类，计算机在不断地进化
计算机进化的目的只有一个——与人类更加相近。要想贴近人类，就必须从计算机的处理方式中摒弃不符合人们思维习惯的部分。请对照着计算机三大原则之一的“计算机有自己的处理方式”来记忆这个结论。
举例来说，键盘这种不好用的输入设备进化成了好用的鼠标。平面的 2D（二维）游戏进化成了立体的 3D（三维）游戏。无论是哪一种进化，都是为了使计算机的处理方式更加贴近人类。
进入 90 年代后，MS-DOS 进化成了 Windows，用户可以在图形界面上通过鼠标的操作直观地下达命令（如图 1.3 所示）。开发出 Windows 的美国微软公司，正将目标锁定在用户体验（User Experience）上，旨在开发出超过现有 Windows、更加贴近人类的用户界面（计算机的操作方法）。
诸位读者当中应该也有对编程感兴趣的人吧。编程方法也在进化，进化的成果是诞生了两种编程方法，面向组件编程（Component BasedProgramming）和面向对象编程（Object Oriented Programming）。这两者的进化目标一致，都是使程序员可以在编程中继续沿用人类创造事物
时的方法。
面向组件编程的方法是通过将组件（程序的零件）组装到一起完成程序；面向对象编程的方法是先如实地对现实世界的业务建模，之后再把模型搬到程序中。使用符合人类思维习惯的编程方法，可以实现高效率的开发。
1.7 稍微预习一下第 2 章
计算机内部主要由被称作 IC 的元件组成。虽然在 IC 家族当中有功能各异的各种 IC，但是在这里希望诸位记住的只有三种：CPU（处理器）、内存以及 I/O。
CPU 是计算机的大脑，在其内部可对数据执行运算并控制内存和I/O。内存用于存储指令和数据。I/O 负责把键盘、鼠标、显示器等周边设备和主机连接在一起，实现数据的输入与输出。
只要用电路把 CPU、内存以及 I/O 上的引脚相互连接起来，为每块 IC 提供电源，再为 CPU 提供时钟信号，硬件上的计算机就组装起来了，还是非常简单的吧。所谓时钟信号，就是由内含晶振（一种利用石英晶体（又称水晶）的压电效应产生高精度振荡频率的电子元件。）的、被称作时钟发生器的元件发出的滴答滴答的电信号。如果是 Pentium CPU的话，所使用的时钟信号会从几百 MHz 到 2GHz 不等。
在接下来的第 2 章中，我们将尝试着动手“制造”一台计算机。说是制造，也只不过是在纸上进行的“模拟体验”，而且笔者会带着诸位做，所以请不要担心。敬请期待！