Unitatea aritmetică, numită și unitatea logică aritmetică (ALU), este o componentă a unității centrale de procesare (CPU). Este adesea denumit „motorul” procesorului deoarece permite computerului să efectueze calcule matematice, cum ar fi adunarea, scăderea și înmulțirea. ALU efectuează, de asemenea, operații logice, cum ar fi „ȘI”, „SAU” și „NU”. Unitatea aritmetică funcționează împreună cu matricea registrului, care deține date, atunci când procesează oricare dintre aceste operații. Unitatea aritmetică este compusă din multe elemente interconectate care sunt concepute pentru a îndeplini sarcini specifice.
Unele unități centrale de procesare sunt compuse din două componente, o unitate aritmetică și o unitate logică. Alte procesoare pot avea o unitate aritmetică pentru calcularea operațiilor în virgulă fixă și o altă AU pentru calcularea calculelor în virgulă mobilă. Unele PC-uri au un cip separat cunoscut sub numele de coprocesor numeric. Acest coprocesor conține o unitate în virgulă mobilă pentru procesarea operanzilor în virgulă mobilă. Coprocesorul crește viteza de operare a computerului datorită capacității coprocesorului de a efectua calcule mai rapid și mai eficient.
Operațiile sunt procesate atunci când datele sunt încărcate în unitatea logică aritmetică de la unul dintre registrele de intrare ale procesorului sau ale procesorului. Registrul este o parte a aparatului de memorie general al computerului care stochează date. Datele conținute în aceste registre pot fi preluate mult mai rapid decât din alte locații de stocare. Unitatea de control face parte din funcționarea internă a CPU și transmite instrucțiuni către unitatea de control aritmetică. Instrucțiunile sunt de obicei compuse din mai multe părți. În general, există un cod de operație, cel puțin un operand și, în unele cazuri, un cod de format.
Codul operației, sau codul operațional, indică unității aritmetice logice asupra operației care trebuie executată. Operanzii indică ALU unde se află datele și adresa de unde pot fi preluate informațiile. Are, de asemenea, diferitele funcții care urmează să fie utilizate în calcule, cum ar fi scăderea sau o comparație logică. Codul de format este utilizat în mod obișnuit cu codul de operare și poate informa cuvântul de instrucțiune al mașinii în virgulă mobilă sau în virgulă fixă ALU.
Sarcinile tipice efectuate de unitatea logică aritmetică includ adunarea și scăderea, înmulțirea și împărțirea și testele logice. ALU efectuează, de asemenea, comparații și operații de deplasare a biților. Deplasarea biților este procesul implicat în mutarea celor mai mici cantități de informații (biți) gestionate de computer. Biții sunt grupați împreună pentru a forma cuvinte de la 32 la 64 de biți.
Unitățile aritmetice pot fi proiectate pentru a efectua practic orice calcul. Sunt necesare ALU mai scumpe pentru operațiuni mai complexe. Aceste unități aritmetice sunt de obicei mai mari și necesită mai mult spațiu și putere. Unitățile aritmetice mai mici pot efectua calculul, dar va dura mai mult timp pentru a finaliza execuția din cauza pașilor multipli implicați în procesarea formulei.