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コンピューターの原理にお詳しい方に質問します。素朴な質問なんですどコンピューターが重くなる原理って何ですか?

パソコン | 工学150閲覧

回答(8件)

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コンピュータ内で何かしらのリソースが不足している場合、動作が遅くなるのだと考えています。 パソコンの動作は国内の車や道路、物の輸送に例えられると思います。 データや計算=車(車載物) CPU=高速道路 GPU、グラフィックボード=一般道路 メモリ=サービスエリアや道の駅 電源、電力、排熱=ガソリン とします。 パソコンが動作が重くなる時、例えばchromeでタブを大量に開いているとメモリをドカ食いします。 これは、情報をメモリに一時保存しているためです。 サービスエリアや道の駅は混雑して駐車場の端の方に何とか車を止められる状況ですね。 更に別のソフトを起動するとメモリはフルに使われます。 駐車場は満車です。もう出る車がないと車止められません。 普段常駐しているOSやその他のソフトもメモリを使います。 しかし駐車場が一杯だと出る車がないと入れません。 休むにもトイレに行くにも飲み物買うにも入れなければ何もできません。 常駐しているソフトなんかも同じ目にあいます。 計算結果を一時保存して別の計算と合わせようにも使えるメモリがいっぱいだとメモリに空きが出るまで動作待ち(タイムラグ)が発生します。 CPUやGPUも同様です。 CPUは高速道路です。 遠隔地に一台の車が素早くつくことのできる高速ですが、車線数には限りがあります。 CPUに大量の処理を負わせてみましょう。 云連休もかくやというほど渋滞します。 渋滞すると目的地に着くのも遅くなります。 GPUは一般道です 近隣の目的地に行くためには住宅街や小道など使える道路は多いですが速度は出せません。 高速道路ほど渋滞に弱いわけではありません。 それでも 渋滞すれば一度に目的地にたどり着ける車の数は頭打ちになります。 また、CPUの処理をGPU、GPUの処理をCPUに負わせても片方は速度が出せず片方は通常ほど速度が出ない結果になると思います。 電源容量が足りない場合や電力が足りない場合、排熱が追い付かない場合などは一度に車が使える燃料が少ない場合です。 当然アクセルを踏んでも必要分の燃料は供給されないため車の速度は落ちます。 上には書いてませんがインターネットや無線等を例えると、国外につながる幹線道路ですね。 無線が古かったり、熱を持ったりで性能が低下していたりすると、道幅は狭くなり一度での車の通行量は減ります。 ネット上のサーバー、あるいはサーバー内の処理が重かったりすると、車はどこかしらで渋滞を起こしていたり、そもそもトラブルの工事中で通行止めになっていたりします。 またOSや在中ソフトなどのバックグラウンドでの処理がたくさんあると、その分だけリソースが食われ、車両数は増加します。 当然その分動作は重くなり、日常使用と合わせて普通に使えるリソースの上限まで使えば劇的に動作が重くなり車は渋滞します。 かなり昔のPC(OS)だとそのままOSの処理ができなくなってフリーズして「デウスエクスマキナ」に登場してもらい車を一掃することになりました。 (電源長押しで強制終了です) 最近のものなら、リソースがほんとにかつかつになる前に動作を重くして完全に処理が止まらないようにしたりしているはずです。 車なら車両制限ですね。 最新のIntelCPUだと車線が追い越し車線と登坂車線の二種類が用意されてて、OSなんかのバックグラウンド処理が登坂車線で行われて普段使いの計算は追い越し車線で行うようなこともやってるみたいです。 長文、駄文、独自の物の例えや解釈で分かりづらかったらすみません。 訂正や補足があったら誰かよろしくお願いします。

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机上に沢山の資料が積み上げられていたら、全て処理し終わるまではいっぱいいっぱいでしょう。

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コンピュータの能力は変わらないのに やるべき仕事がだんだん増えていくからです。

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コンピュータと一概にいうのは間違いです。パソコンといえばOSの載った汎用的なパソコンが対象と考えることができます。 コンピュータ・システムには「オーバーヘッド」という言葉があります。 アプリケーション・ソフトが現実に動作している時間とOSが動作している時間の合計で応答時間が決まりますが、OSが働いている時間が多いと動作が遅くなります。 現在のパソコンのOSは安全や便利さのために現在に至る履歴を覚えて再現できるようにしています。 すると履歴が多くなればそれをたどる時間が長くなり、オーバーヘッドが大きくなります。頭が重くなるんですね・・・ 履歴にはアップデートも含まれますね・・・膨大なデータが転送され、インストールされなければ更新できません。その時間も長いですね・・・ 現在のパソコンは昔のパソコンに比べて扱う情報のデータ量が格段に多くなっています。 昔はオブジェクトに動画も扱えるパソコンなんて無かった・・・ そのことも重くなっている理由の一つかも・・・ とにかくユーザーに必要でないことはできるだけ取り除きたいですね。 メーカはユーザーが自分向けに調整できるシステムを売って欲しいですね。 売り手主体のシステムではなくユーザー主体のシステムです。 とにかく時には必要でない過度のセキュリティーが働いてめっちゃ遅い状態も起こります。腹立たしいくらいに遅いことがありますね。

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「コンピューターが重くなる」というのは、重量の話ではなく、動作が緩慢になってくることを言っているとします。 今どきの炊飯器はマイコン(マイクロコンピューターの略)内蔵のものが多くなっていますが、10年経ってても「炊飯」ボタンを押すとすぐに炊飯ランプが点灯しますよね。「昔は1秒で点灯したけど今は10秒待たないと点灯しない」なんてことはありません。 ではなぜパソコン(パーソナルコンピューターの略)は次第に動作が緩慢になってくるのか? 今どきのパソコンはインターネットとつながっているのが前提になっていますが、その理由の一つは、Windows Updateに代表されるソフトウェアの不具合の解消を自動的に行おうとする機能を利用したいからです。 つまり、インターネットを利用してマイクロソフトやハードウェアメーカーのサーバーと通信して最新のソフトウェアをダウンロードする機能が、今どきのパソコンには入っています。 インターネットに接続しているパソコンは、そういうアップデートがあることをサーバーに確認したら、自動的にダウンロードしインストールするようになっています。 なぜアップデートするかというと、ソフトの機能追加もありますが、ほとんどは不具合修正・脆弱性対応です。どちらも、ソフトに修正を入れているため、ソフトの動作は遅くなっているのが普通です。また機能追加の場合は、その機能を利用するためにソフトが修正されているため、やはり遅くなるのが普通です(まれにアルゴリズムの改造で高速化を図る、という場合もあります)。 ですので、「インターネットに接続されたパソコンの動作が次第に緩慢になる」原因は、パソコンのソフトの勝手なアップデートによる改悪によるものです。 そういうことを避けたいのなら、そのパソコンをインターネットにつながずに利用することです。実際、セキュリティを確保するためにインターネットに接続せずに運用しているシステムは、工場のライン管理システムや個人情報保護を徹底したい官公庁や研究機関のシステムなど、多く存在しています。Windowsの前身のOSであるMS-DOSを未だに使っているライン管理システムなどもあります。 そういうシステムが「次第に緩慢に」なっていたら使い物にならない、とシステムを交換しているでしょうけど、勝手に何らかのソフトがアップデートされることがないため、勝手には「緩慢」にはなりません。