一部电子计算机实际上是一个物理系统，计算过程是这个物理系统在时间上的演化，不仅构成计算机的元器件按物理规律运行，而且要受到基本物理规律的制约和限制。我们知道，限制本身就是一种否定，基本的物理规律都可以用否定形式来表述，如：不可能制造出第一类和第二类永动机、不可能区分引力质量和惯性质量、物体的运动速度不可能超过光速、物体的温度不可能降到绝对零度等等。只有认识了这些物理限制，才能有目的地改进计算技术。
早期的计算机运算速度主要是受电子元器件开关速度的限制。电讯号在元件之间的传播速度为近似光速(即每秒钟三十万公里，每微秒三百米，每毫微秒三十厘米)，这个速度可以认为是电讯号在导体中传播速度的极限(上限)。而事实上，在现代的超级计算机中，讯号的传输已占到30.00％以上的时间，再单纯地提高电子元件的开关速度已无济于事。
导体电位的改变，实质上是靠电子的流入或流出，其变化速度受电子运动的限制。高频率的交变信号不是靠电子直接传送而由电场来进行传递，其速度大约为c/√ε，其中ε是传递媒介的介电常数，硅和锗的ε≈12，因此我们能肯定地说：在电子计算机中，电信号的传播速度必然低于光速，因为电子在导体中运动的速度要比光速慢一至二个数量级。
其实，在遇到光速这样的基本限制之前，电子元器件的速度早就因为更实际的物理原理而难以继续提高了。首先，逻辑元件是根据多个输入信号的状态决定输出信号，如果各条讯号传输线上的输入信号在到达时间上参差不齐，就可能造成错误输出，着就必须保证信号在各条传输线上的传输时间相等，如果指定了信号在最短距离的传输标准，则凡是更短的传输线上就必须引入延迟机制，使其等价到标准长度；其次，当前的集成电路元件都是等待输入信号达到稳定状态后才触发输出的，这实际上是由相应导体的RC常数即电阻与电容的乘积决定的，而RC常数的量纲就是时间，无论是在分布参数形式的系统中还是在分立元件组成的电路中，都是由RC常数决定典型的上升或衰减时间，随着极大规模集成电路(VLSI)工艺的改进，导体的几何尺寸不断缩小，三极管的开关时间可以大大缩短，但RC常数却基本上不再降下来了；目前，集成电路的RC常数已经超过三极管的开关时间，再要提高三极管的开关速度已经没有什么意义了。由于极大规模集成电路中电信号的传播速度受到RC常数的限制，因此我们能基本肯定：集成电路中电信号的传播速度最快也只能达到光速的1/20。