1. 计算机生态系统的大变迁
计算机在全球的生态系统至少发生过四次重大的变迁。
第一次变迁是在20世纪40—60年代的30年间，那是大型主机（Mianframe）称雄的时代。尽管这些庞然大物寥若晨星，主要分布在发达国家的科学实验室与名牌大学，它却结束了上百人集中在一起使用手摇机械计算器进行科学计算的历史（如“二战”时破译军事密码），开创了专业人员排队去计算中心进行批处理的新阶段。我国在1958年也有了自己研制的计算机，为“两弹一星”开展了科学计算的课题。
顺便提及，“Computer”作为英语词汇，早在1646年的英语大辞典里就出现了，这比人们想象的早了300年。在那时，“Computer”是一种职业，是指能做加、减、乘、除简单运算的工人。就像“Printer”当时是印刷、排字工人一样，而今天均指机器。
第二次变迁是在20世纪70—80年代的20年间。因为有晶体管与集成电路的出现，大型主机逐渐出现两极分化： 一个是向更快、更强、更贵的巨型机（Supercomputer）方向前进；另一个是持续缩小尺寸，降低成本，出现了小型机（Minicomputer）、微型机（Microcomputer）等普及产品。于是不仅小公司、小院校可以买得起、用得上，特别是AppleⅡ和IBMPC更是进入家庭，参与个人事务处理，成为各行各业知识群体的助手。在此期间，我国也出现了以汉字编码为核心的普及微机热，真是万“码”奔腾的局面。
第三次变迁是20世纪90年代的10年间。由于互联网的出现，特别是1992年4月WWW向全世界免费开放后，可以毫不夸张地说，世界各地几乎“一夜之间”同步进入了网络时代。人们开始使用浏览器在网上看新闻、读书报、玩游戏，一时间.com公司遍地开花，网络公司的股指扶摇直上，甚至引发了网络泡沫，直至泡沫破裂。我国自1993年启动“四金工程”（金桥、金卡、金关、金税），实现了国家信息化的跨越式发展。1999年我国网民达到890万人（今天已经超过5亿人）。互联网的功过成为人们议论的话题，我国公众也不例外。
第四次变迁是新世纪的前10年。智能手机与平板电脑的面世，强烈地撼动了传统PC平稳发展30年的霸主地位，无线上网、无线通信使人们摆脱了线缆的束缚，移动办公、移动从业成为随时随地可以目睹的新景观。
2. 通识教育的目的是扩大“新视野”
“新电脑”与“旧电脑”是相对而言的，我们所指的“旧”不仅是20世纪后期的“旧”，也包括进入21世纪第一个10年的“旧”，并以第二个10年的“新”来做比较了。
21世纪IT技术继续飞速发展，出现了许多新事物。在计算技术的新趋势中，我们频繁用到这些词语： 移动性（Mobility）、存储（Storage）、联网（Networking）、安全（Security）、虚拟化（Virtualization）以及云（Cloud），这在一定程度上反映了信息技术的热门话题。
2011年，伴随全球经济的低迷，PC受到前所未有的挑战。众所周知，微型计算机以及互联网作为信息革命的主力军，从20世纪80年代开始已经高速发展了30年，它们的稳定与成熟几乎无人质疑。我们所谓的计算机“旧”导论通常是以传统PC为中心而组织的。
也是在2011年，智能手机与平板电脑以其强劲的性能、丰富的功能、靓丽的造型、轻巧而便携，迅速成为移动互联终端的首选，并在销量上与PC打成平手。2012年，全球PC销量持续下滑，同比下降8.3％，显现颓势、江河日下。而新型智能终端的出货量则已超过PC，正在成为人们爱不释手的信息类日常用品。
显而易见，计算机生态系统已经发生了全面而深刻的新变化，人与电脑的关系更加密切。有一句提醒人们平时出门的顺口溜是“伸、手、要、钱”。“伸”的谐音代表“身份证”，外出要带身份证、银联卡、社保卡等，这些都是具有CPU的智能卡；“手”自然是指手机了，人们外出可以不带笔记本电脑，但是不能不带手机，忘带手机犹如从世界上被蒸发似的；“要”是指钥匙；“钱”则指装现金的钱包。事实上，在一些场合智能卡已经代替了钥匙、代替了钱包，不难想象，智能卡进一步普及推广的前景是非常光明的。
越来越多的人在网上阅读，网上“淘宝”，网上求职，网上预订车票、机票以及安排旅行。云计算、物联网、大数据等正向我们悄然走来，它们已经进入我们的生活，但许多人却浑然不知。真是“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。
3. 应运而生的计算机“新导论”
多年来，我国计算机导论教材的同质化十分严重，几乎是千人一面，变成了Windows、Office的简明教程。对于智能卡、智能手机、平板电脑这样的新事物置若罔闻，似乎它们没有资格登上大雅之堂，成为大学教材。我们觉得这是匪夷所思的事。
旧PC的产业链也在变化，原来长盛不衰的微软和英特尔，受到苹果、谷歌以及三星的巨大冲击，那些旱涝保收的上游厂商不得不自谋出路。对于新移动平台毫无认识，怎么会受到用人单位的欢迎！
长期以来，英特尔CPU的体系结构采用复杂指令集CISC系统，并一度以提高主频为动力，以致芯片功耗颇大、发热甚多。桌面系统对此问题尚能容忍，但此类芯片很难在手机与平板电脑上立足，从而使ARM的精简指令集RISC系统大行其道，适应了智能移动终端续航能力长的要求。ARM授权下的芯片厂商如雨后春笋，高歌猛进。苹果通过iPhone和iPad建立了从设备到内容的、基于iOS的超长产业链，利润滚滚而来。谷歌则通过开放Android使其家业迅速膨胀，Google的搜索框、电子邮件以及地图成为Android智能手机的标配，这给微软造成前所未有的压力。一直走独立设计、自主制造路线的三星通过Galaxy系列大有颠覆iPhone之势。
2012年出现了BYOD的工作模式。所谓BYOD是Bring Your Own Device的缩写，是指“携带自己的设备”去上班。这些设备现在更多是指手机或平板这样的移动智能终端。这一模式的原动力来自员工对新科技的喜好，反过来驱动企业适应新技术的变化。企业的目标是在满足员工自身个性化追求的同时提高工作效率，降低企业在移动终端上的成本投入。然而这些新技术在设计与开发初期并没有考虑企业的要求和应用环境，因此IT支持部门非常担心BYOD带来的安全隐患和支持风险，将来如何发展值得拭目以待。
当然，昔日的Wintel也不可能坐以待毙，它们毕竟有40多年电脑商业化的丰富经验，在觉察到面临的风险后，都在积极求变。2012年，英特尔一面进军移动芯片市场，一面主推超极本。微软也发布了Windows 8、Windows RT以及Windows Phone 8，除改进了桌面系统的界面外，更覆盖了智能手机与平板电脑平台，完成了对IA86和ARM架构的全面支持。总之，微软的Windows 8和英特尔的变形平板电脑正在迈开PC诞生以来意义最为深远的一步。笔记本电脑20多年来的折页结构也华丽转身，演变出多种变形结构，以适应平板与触摸操作方式。有人评论这可能成为真正意义上的企业平板电脑。
在跌宕起伏的2012年，外设方面的打印与投影技术乏善可陈，但数码相机仍在厚积薄发。除卡片式数码相机、单反数码相机外，微单数码相机也已形成气候，要三分天下了。
2013年，我国的泛IT行业正迎来更大的发展。中国互联网行业将快速前进，联想的全球业务正在逆势成长，国内搜索技术也在全面提升，电子商务更加深入人心，微博、微信应用快速增长，视频网站飞速集结，而国防科大研制的“天河一号”和曙光集团研制的“曙光星云”在2010年11月的全世界超级计算机排名中分别位居第一名和第三名，显示了我国IT科技创新能力与综合实力的新飞跃。
在这种情况下，高校的计算机导论教材必须走自主创新之路，应该多元化、异质化。
我们本来想把这种新电脑生态的变化叫做“后PC时代”，这是苹果公司喜欢的说法，但是这可能被误解为PC已经消亡。事实上，PC并没有消亡，而是在继续演进。因此，微软公司喜欢称它为“PC+ 时代”。我们不必选边站，毫无疑问今天已是计算无处不在的新时代。
4. 新导论有哪些“新内容”
作为《计算机新导论》的第1版（2013版），本书包括以下10章内容。
第1章 智能卡（Smart Card）。这可谓计算机入门的钥匙卡。本章介绍磁卡与CPU卡的基本结构与广泛用途。事实上，我国金卡工程实施20年来，已经发行了数十亿张各种“卡”，二代身份证就是每人手里的非接触式智能CPU卡。而各种金融卡作为电子货币，在减少现金流通、堵塞漏洞方面发挥了作用。至于一卡通给人们生活带来的方便是有口皆碑的。
第2章 智能手机（Smart Phone; iPhone）。本章在讨论3G与4G通信标准的基础上，对智能手机的硬件与软件作了系统的介绍。硬件方面理顺了ARM体系的来龙去脉，以及授权厂商的SoC芯片概况，于是通过手机主板、通信天线以及电源而制成了整机。软件方面比较全面地介绍了iOS、Android以及Windows Phone等多种手机操作系统及其应用。
顺便忆及，电话在我国的普及是相当神速的。改革开放前，电话仅是公用物品，安装电话的家庭凤毛麟角。20世纪90年代流行了一阵传呼机，“有事呼我”成为时髦。同时在城市街道出现了电话亭。曾几何时，普及了家庭电话。进入新世纪后，手机成为普通人的新宠，不仅传呼机销声匿迹，电话亭也形同虚设。2012年6月我国手机网民达到3.88亿，超过电脑网民的3.86亿；农村网民数量达到1.46亿，占中国网民人数的21.7%。手机首次成为中国网民的“首选上网终端”。
第3章 平板电脑（Tablet; iPad）。平板电脑进一步开启了便携与触摸设备的大门，平板电脑市场如此令人兴奋，可选产品逐渐丰富多彩。苹果、谷歌、亚马逊、微软四巨头都有自己的产品面世。本章以苹果的iPad以及微软的Surface为主深入讨论平板电脑的新技术。
第4章 新PC及超极本（Ultrabook）。根据英特尔对超极本的定义，Ultrabook既有笔记本电脑的强劲性能和功能优势，又有平板电脑响应速度快、简单易用的特点。它实现了商务人士所希望的“iPad+PC”合二为一的需求，从根本上改变了人机交互方式。超极本具有手机的AOAC（Always Online, Always Connected）功能，这是传统PC无法做到的。英特尔超极本采用了Ivy Bridge处理器（22nm制程的3D晶体管，使CPU性能提高30%，图形功能提高20%），同时还装有Windows 8系统，实现了触摸屏操作。在外观形态上，这些超极本可以实现翻盖、滑盖等设计，屏幕和键盘部分也可分离。屏幕取下后可当做平板电脑使用，连接键盘底座则又是一台主流笔记本，因此也称为一体机。
第5章 网络服务器（Network Server）。在信息时代，无处不在的互联网已改变了人们学习、工作、生活的方式，使生产效率与价值观念发生了质的飞跃。信息网络化的程度正成为衡量一个国家综合实力的重要标志。前面几章的内容基本是各种各样的用户终端，它们与服务器一起形成了信息网络化的新世界。本章重点是服务器硬件与软件系统，也给出计算机网络的一些基础知识，事实上网络的应用已渗透到本书的各个章节。
第6章 高性能计算与数据中心（Supercomputing & Data Center）。超级计算机是数据中心的主宰，它早已不是Cray时代更大、更快的单体计算机，而是由成千上万CPU芯片组成的群集系统，像蚂蚁啃骨头那样协同配合解决一个大问题。本章顺便介绍了数据中心的规范等。
第7章 虚拟化与云计算（Virtualization & Cloud Computing）。所谓虚拟化是在单台物理机上运行多个虚拟机程序，将服务器或主机（Host Computer）的物理资源抽象成逻辑资源，让它变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器或虚拟化环境（Virtual Environment），不再受限于物理界限，让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率。
虚拟化孕育了云计算，它是云计算的核心技术之一。云计算的目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给大众，使人们能像使用水、电、天然气那样方便地使用计算资源。云计算的服务形式多种多样，简单的云计算在日常网络应用中已随处可见。目前，云计算的主要服务形式有： IaaS（设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）等。
第8章 物联网（The Internet of Things）。物联网的体系结构通常由三层组成： 感知层、网络层、应用层。由于前面已经有网络的基础，因此我们把重点放在感知层，如采集数据的传感器、二维条码、射频识别RFID以及多媒体信息等。同时对物联网的广泛应用也以一些特例进行大致的介绍。
第9章 大数据与社会计算（Big Data & Social Computing）。大数据技术是从各种各样的海量数据中快速获取信息的能力。大数据的特点可以概括为4V： 第一是数据体量巨大（Volume）；第二是数据类型繁多（Variety）；第三是价值密度较低（Value），例如连续不断的监控视频中，有用的数据可能仅有一两秒；第四是处理速度快（Velocity）。
社会计算是信息科学与社会科学的交叉技术，利用信息技术对整个社会做定量研究。它是基于人工社会系统的建模来进行计算的方法，通过社会计算开发出涉及经济、政治、文化等各个方面的社会变革的数字系统，使人与人之间达到高度有效的交流，将社会人文知识融入计算技术，通过社会计算的建模、分析与控制来解决社会发展问题。
第10章 计算思维（Computational Thinking）。理论、实验、计算正在成为科学发现的三大支柱。电脑的成功运用，促进了人们对计算思维的新思考。计算思维是一种递归思维，是一种并行处理，通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，能把一个困难的问题变成逐步求解的过程。
5. 策划、分工与建议
本书由刘瑞挺、侯冬梅共同策划。
编著分工是： 刘瑞挺编写第1、2章，周同编写第3、4章，张宁林编写第5、6、7章，贾冬梅编写第8章，侯冬梅编写第9章，刘瑞挺、王同共同编写第10章，王同编写附录A和附录B。全书由刘瑞挺教授统稿。
我们以“无处不在的计算新时代”为大背景，希望能在小设备、大数据、虚拟化、云计算、信息流、物联网等新视野、新语境上与时俱进。我们多次制定与修改编写大纲，多次召开讨论会统一作者的认识，每个章节几乎都数易其稿，力求使新导论能够新颖而实用。
这里有必要说明一些问题： 这些新概念和新技术会不会太难？教师好不好开课？学生能不能接受？事实上，大学生的第一门计算机课，因为中小学信息技术的开始普及，已经受到很大的冲击，那些大学计算机基础课因为内容陈旧，使学生望而生厌。客观上为提高课程的难度创造了前提条件，正是这门课程改革的重要把手。其实，许多新科技并不难懂，我们以“广度优先”的方式而不是以“深度优先”的方式展开，以通俗易懂的语言、生动形象的比喻来解释抽象的理论与概念，就可以化难为易，并一起记录下当今信息新时代的前进步伐。使大学生能够快速了解自己身边的信息新科技，不必在《旧导论》那些陈旧过时的枝节条框上浪费精力，而是实实在在地抓住攀登路上的新利器，有利于快速跟进，使大学生站在前人的肩膀上立刻开始新的攀登。
本书适合由资深教授做专题启发报告、学生自学讨论、上网排疑解惑等方式进行。每章按照内容的多少用2个学时或者4个学时，一共用24个学时应该可以解决问题。
6. 特别鸣谢
我们首先感谢清华大学出版社对计算机教材多样化的重视，积极支持与协助作者大胆尝试。我们深切体会到作者与编辑的友好情谊、相互尊重与相互理解是策划、编写、出版好书的重要条件之一。
还要感谢许多朋友对我们的启发引导与宝贵建议。事实上，应该感谢的朋友非常之多。在数十年的计算机教育实践中，在中国计算机学会、全国高校计算机基础教育研究会以及其他学术团体的活动中，在计算机社会考试的筹备与推广中，在几届计算机科学教指委的工作中，在编辑出版计算机书刊杂志等事业中，我们结识了许多专家学者，有很多忘年之交的朋友。德高望重的张效祥院士、杨芙清院士、李未院士、何新贵院士、陈国良院士，其远见卓识给我们留下深刻的印象。精力旺盛、面向大众、持续创造出版纪录的谭浩强教授，是我们普及计算机应用的良师益友。还要感谢罗晓沛教授、张森教授、吴文虎教授、李晓明教授、周立柱教授、杨士强教授、王路江教授、谢柏青教授、高林教授、汪蕙教授、吴功宜教授、张福炎教授、龚沛曾教授、李凤霞教授、段银田教授、刘百惠教授、刘乃琦教授、袁开榜教授、李大友教授、蒋宗礼教授、冯博琴教授、孙伟教授、陈明教授、傅育熙教授、徐晓飞教授、冯泽森教授、何炎祥教授、管会生教授、王志英教授、戴建耘教授、黄心渊教授、王成钧教授、曲建民教授、刘贵龙教授、丁桂芝教授、李畅教授等。大家经常会面，交流经验受启迪，片言只语给动力。
我们还要感谢清华大学《计算机教育》杂志奚春雁主编，弗戈博达CHIP《新电脑》执行总编熊伟先生，这些刊物扩大了我们的视野，指明了教材改革的方向。
感谢我们的家人的无私奉献与热情鼓励，给我们提供了安心创作的环境与条件。
计算机的发展非常迅速，今天的现实立刻就变成明天的历史，当前的某些概念日后可能成为垃圾，而悄然进行的平凡改进将来可能荣登榜首。特别需要指出新技术都是双刃剑，在提高工作效率的同时，也酿成精神扭曲、信息犯罪等不良倾向，应该引起关注。
由于编者水平有限，书中不足之处实属难免，希望大家批评指正，我们将不断地更新版本，尽量跟上时代的步伐前进。
