与许多伟大的发明一样，发明不仅仅需要大胆的技术创新，同时也需要理论创新，可以说计算机的发明也是构造在坚实的理论基石之上的，许多科学家为计算机的诞生奠定了理论基础。
1847 年，英国数学家布尔
(George Boole，1815-1864)发表了《逻辑的数学分析》一文，设计了一套用来表示逻辑理论中一些基本概念的符号，用“1“和“0”两个数字表示信号的有或无、命题的真或假，并建立了应用这些符号进行运算的法则，把形式逻辑归结为—种代数运算.从而建立了逻辑代数(布尔代数)，为现代计算机提供了重要的理论基础。这种简化的二值逻辑为数字计算机的二进制数、开关逻辑元件和逻辑电路的设计铺平了道路。
1936 年，年仅 24 岁的英国数学家图灵(Alan M Turing)
在一篇《论可计算数及其在判定问题中的应用》论文中提出了一种描述计算步骤的数学模型。根据这种模型，可制造一种十分简单但运算能力极强的计算装置。这种理想中的机器被称为“图灵机”。 图灵机是一种抽象计算模型，用来精确定义可计算函数。图灵机由一个控制器、一条可以无限延伸用于记录运算动作和运算数据的带子以及一个在带子上左右移动的读写头组成。 这个在概念上如此简单的机器，理论上却可以计算任何直观可计算函数。图灵在设计了上述模型后提出，凡可计算的函数都可用这样的机器来实现，这就是著名的图灵论题。
1916 年出生在美国密执安州的香农(图 2.13) (Claude Elwood Shannon)，
从小热爱机械和电器，表现出很强的动手能力。1936 年毕业于密执安大学工程与数学系，工程与数学就成为他一生的兴趣所在。1938 年，年仅 22 岁的香农在硕士论文的基础上，写就了一篇著名的论文《继电器和开关电路的分析》，被认为是通讯历史上最杰出的理论之一。 由于布尔代数只有 0 和 1 两个值，恰好与二进制数对应，香农把它运用于以脉冲方式处理 信息的继电器开关，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算可以 通过继电器电路来实现，明确地给出了实现加、减、乘、除等运算的电子电路的设计方法。 这篇论文成为开关电路理论的开端，在现代数字计算机史上也具有划时代的意义。 1948 年，香农又发表了另一篇至今还在闪烁光芒的论文——《通信的数学基础》，从而给自己赢来“信息论之父”的桂冠。1956 年，他还参与发起了达特茅斯人工智能会议，成为这一人工智能学科的开山鼻祖之一。他不仅率先把人工智能运用于电脑下棋方面，而且发明了一个能自动穿越迷宫的电子老鼠，以此证明计算机可以通过学习提高智能。
