本书是诺依曼在1955-1956年为西里曼讲座而准备的未完成讲稿，是作者对过去十几年在计算机领域所做研究的一个总结性梳理。诺依曼在书中首先概述了模拟计算机和数字计算机的一些基本设计思想和理论基础，然后从数学的角度，主要是逻辑和统计数学的角度，探讨了人脑的神经系统的控制和逻辑结构，对计算机的数学运算和人脑思维的过程进行了比较研究。
本书是计算机和人工智能领域的一篇重要的原始文献，具有高度的前瞻性，为计算机的创新与发展以及机器人的研究指明了方向。

约翰·冯·诺依曼，美籍匈牙利人，布达佩斯大学数学博士。20世纪最重要的数学家之一，现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一。27岁时前往美国，后入籍美国，被人们称为“计算机之父”“博弈论之父”。历任普林斯顿大学、普林斯顿高级研究所教授，美国原子能委员会会员，美国全国科学院院士。早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论等方面的研究闻名，开创了冯·诺依曼代数。第二次世界大战期间为第一颗原子弹的研制做出了贡献，并且为研制电子数字计算机提供了基础性的方案。晚年，研究自动机理论，著有对人脑和计算机系统进行精确分析的著作《计算机与人脑》。

序言 克拉拉·冯·诺伊曼
引言
第一部分 计算机
第1章 模拟程序
1.1 常规基本运算
1.2 非常规基本运算
第2章 数字程序
2.1 记号及其组合和实例
2.2 数字机器类型及其基本单元
2.3 并行和串行方案
2.4 常规基本运算
第3章 逻辑控制
3.1 插入控制
3.2 逻辑纸带控制
3.3 每项基本运算仅需一个器件的运行原则
3.4 由此带来的对特定存储元件的需求
3.5 用“控制序列”点来实现控制
3.6 内存存储控制
3.7 内存存储控制的模运算
3.8 混合控制形式
第4章 混合数字程序
4.1 数的混合表示法，以此为基础制造的机器
第5章 精度
5.1 要求高（数字）精度的原因
第6章 现代模拟机的特点
第7章 现代数字机的特点
7.1 有源元件；速度问题
7.2 所需有源元件的数量
7.3 内存的存取时间和存储容量
7.4 由有源元件构成的内存寄存器
7.5 内存的分级原理
7.6 存储元件；存取问题
7.7 存取时间概念的复杂性
7.8 直接寻址原理
第二部分 人脑
第8章 神经元功能简述
第9章 神经冲动的性质
9.1 刺激的过程
9.2 由脉冲引起激发脉冲的机理，及其数字特性
9.3 神经反应、疲劳和恢复的时间特征
9.4 神经元的大小，与人工器件的比较
9.5 能耗，与人工器件的比较
9.6 比较结果小结
第10章 刺激标准
10.1 最简单的初等逻辑
10.2 较复杂的刺激标准
10.3 阈值
10.4 总和时间
10.5 受体的刺激标准
第11章 神经系统的记忆问题
11.1 神经系统记忆容量的估值原理
11.2 运用这些规定来估计记忆容量
11.3 记忆的各种可能的物理实现方法
11.4 与人工计算机类比
11.5 记忆的基本成分不必与基本有源器件的相同
第12章 神经系统中的数字部分和模拟部分
12.1 遗传机制在上述背景下的作用
第13章 代码及其在控制机器功能中的作用
13.1 完整代码概念
13.2 短代码概念
13.3 短代码的功能
第14章 神经系统的逻辑结构
14.1 数值程序的重要性
14.2 数值程序与逻辑的相互作用
14.3 期望高精度要求的原因
第15章 所用记号系统的性质：不是数字的，而是统计的
15.1 算术运算造成的恶化，算术深度和逻辑深度的作用
15.2 算术精度或逻辑可靠性，备选方案
15.3 可用消息系统的其他统计特性
第16章 人脑的语言而不是数学语言
译名对照表
译后记

能应邀在西里曼
（Silliman）讲座——美国
历史上最悠久、最杰出的学
术讲座之一——做演讲，被
世界各国学者看成是一种优
待和荣誉。按照传统，这个
讲座要求演讲者给出一系列
演讲，持续时间大约是两周
，然后将演讲稿整理成一本
书，由耶鲁大学资助出版。
耶鲁大学是西里曼讲座的组
织者和承办者。
1955年初，我的丈夫约
翰·冯·诺伊曼应耶鲁大学之
邀计划于1956年春季学期
里（即3月下旬或4月上旬）
进行西里曼讲座。乔尼对这
次邀请深感荣幸和欣慰，尽
管他碍于现状不得不提出一
个条件：讲座仅限于一周时
间。但他为这个讲座所写的
讲稿则非常全面地涵盖了他
所选定的主题——计算机和
大脑。这是他相当长一段时
间以来一直感兴趣的主题。
缩短讲课时间乃不得已而为
之，因为此前艾森豪威尔总
统刚刚任命他为国家原子能
委员会的成员。这是一项全
职工作，它不允许其成员—
—即使是一位科学家——离
开华盛顿的办公桌太长时间
。不过，我丈夫知道如何抽
出时间来写讲稿，为此他总
是在晚上或黎明伏案写作。
他的工作能力几乎是无限的
，特别是如果他对一个领域
感兴趣的话。自动机的各种
未得到探索的可能性正是他
非常感兴趣的这样一个领域
，因此他满怀信心，决心准
备一份尽可能完整的讲稿，
尽管讲课时间有所缩减。耶
鲁大学非常体贴和理解，不
论是在准备这个讲座的初期
，还是后来——当时真的只
有忧伤、悲痛和无助——都
接受了这一安排。乔尼带着
额外的动机在原子能委员会
开始了他的新的工作。这个
额外的动机就是他将继续他
在自动机控制理论方面的工
作，尽管这是在私下进行的
些微努力。
1955年春天，我们从普
林斯顿搬到了华盛顿，乔尼
不得不离开高等研究院，自
1933年起，他一直在那里
担任数学学院的教授。
乔尼于1903年出生在匈
牙利的布达佩斯。甚至是在
早年，他便显露出在科学问
题上的非凡能力和兴趣。作
为孩子，他对许多事情有着
独特的过目不忘的记忆力。
进入大学学习阶段，他先后
在柏林大学、苏黎世理工学
院和布达佩斯大学学习化学
和数学。1927年，他被任
命为柏林大学的编外讲师。
在过去几十年里，这可能是
德国所有大学里被任命担任
这一职位的最年轻的学者之
一。后来，乔尼在汉堡大学
任教，并于1930年第一次
跨越大西洋，接受了普林斯
顿大学的邀请，在那里做了
为期一年的客座讲师。
1931年，他成为普林斯顿
大学的一名正式在编教员，
从此在美国定居，成为一位
新世界的公民。在20世纪
20年代和30年代，乔尼的
科学兴趣十分广泛，而且主
要集中在理论领域。他发表
的文章包括量子理论、数理
逻辑、遍历理论、连续几何
、关于算子环的问题以及纯
数学领域里的许多其他问题
。后来，在30年代后期，他
开始对理论流体动力学问题
感兴趣，特别是对用已知的
分析方法来得到偏微分方程
的解时所遇到的巨大困难尤
其上心。当战争的阴云笼罩
世界时，他义无反顾地投入
了国防科学研究工作，由此
他对数学和物理的应用领域
越发感兴趣。激波的相互作
用过程是一个非常复杂的流
体动力学问题，当时是国防
研究的重要难题之一，需要
大量的计算才能得到一些答
案，这促使乔尼开始研究如
何建立一种能够用于这一目
的的高速计算机。乔尼在费
城为陆军军械弹道研究实验
室建造的ENIAC，是他借助
于自动机来解决许多尚未解
决的问题的巨大可能性的首
次尝试。他帮助修改了
ENIAC的一些数学逻辑设计
，并且从那时起，直到他生
命垂危的最后清醒时刻，他
一直保持着对自动机的快速
增长的应用的许多仍未被探
索的方面和可能性的兴趣和
好奇。
1943年，曼哈顿工程启
动后不久，乔尼成为“消失
在西部”的众多科学家之一
。他不断往返于华盛顿、洛
斯阿拉莫斯和许多其他地方
。正是在这一时期，他完全
确信，并试图让不同领域的
其他人确信，在快速电子计
算设备上进行的数值计算将
大大促进许多困难的、未解
决的科学问题的解决。
战后，乔尼在高等研究
院与一小群挑选出来的工程
师和数学家一起，建造了一
台实验性的电子计算机，即
众所周知的“JONIAC”，最
终这台机器成为全国同类机
器的试验模型。即使在今天
的最快和最现代的计算机上
也运用了JONIAC上所开发
的一些基本原理。为了设计
这台机器，乔尼和他的同事
们试图模仿人体大脑的一些
已知的运算。正是这一动机
促使他去研究神经学，并在
神经学和精神病学领域寻找
可合作的人。为此他参加了
许多关于这些主题的学术会
议，并最终向这些群体做报
告，介绍利用人造机器来复
制人类大脑的某些极其简单
的功能模型的可能性。在西
里曼讲座中，这些思想都将
得到进一步深化和扩展。
战后几年里，乔尼将他
在各领域科学问题的工作做
了划分。他开始对气象学表
现出特别的兴趣。在气象学
中，数值计算明显有助于开
辟全新的前景。他还拿出部
分时间用来帮助计算不断深
入的核物理问题。他一直与
原子能委员会下属的实验室
保持密