序言 王崇骏 数据与计算如同双螺旋线结构中的两条主链，围绕人类文明进程与经济社会发展这一轴心盘旋，并以时间为序不断向前发展，两者相互依存、相互影响。随着数据与计算技术的飞速发展，它们不仅仅在科学研究与实际应用中起到辅助与支撑的作用，而且可以依靠其自身的逻辑方法，驱动甚至引领科学研究和实际应用的发展。 早期，人们利用自然规律进行计时（计算），如通过圭、日晷、铜壶等计时器测得时刻；随后，人类用算盘、算筹等工具进行计算；后来，出现了利用机械装置帮助计算的计算工具。二进制（1679年）、布尔代数（1847年）和开关电路理论（1938年）的发明，为电子计算奠定了基础；1936年，图灵机的概念为电子计算提供了理论支撑；1942年，阿塔纳索夫—贝瑞计算机的发明开启了电子计算时代的探索；随后在1946年，电子数字积分计算机的发明则标志着全电子计算机时代的到来…… 计算的发展历史就是一个不断演进的过程，而当代的量子计算、生物计算等新兴计算方式，也都表明人类在不断探索新的计算方式，并因此推动着科技的进步。 在这个过程中，电子计算机的发明让计算（机）本身成为研究对象，而从这时起，计算机科学就作为一个独立的科学体系得到人们的关注。所谓计算机科学，就是对计算机及其相关现象的研究。前者研究计算本身，包括计算的理论基础、方法和技术；后者关注计算在各领域中的应用，并通过多学科的交叉融合推动计算机技术的不断创新。如今，计算机科学正在成为一门前沿和引领性的学科，它不仅代表着人类智慧的结晶，也引领着社会的进步和发展，因此备受社会各界的关注和重视。 一般而言，可以从以下几个角度来理解计算机科学。 1. 计算与计算机 计算的本质在于符号处理，即以符号结构（信息、数据、知识等）作为输入，并产生符号结构作为输出。计算不仅存在于计算机系统中，也可以发生在人脑、生物系统等其他环境中。电子计算机是实现计算的工具和平台，是人…