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什么是算术逻辑单元 (ALU)
算术逻辑单元是中央处理单元的一部分，它对计算机指令字中的操作数执行算术和逻辑运算。
在某些处理器中，ALU 分为两个单元：算术单元 (AU 和逻辑单元 (LU。一些处理器包含多个 AU——例如，一个用于定点运算，另一个用于浮点运算。
在计算机系统中，浮点计算有时由称为数字协处理器的独立芯片上的浮点单元 (FPU 完成。
算术逻辑单元如何工作
通常，ALU 具有对处理器控制器、主存储器（个人计算机中的随机存取存储器或RAM）和输入/输出设备的直接输入和输出访问。输入和输出沿称为总线的电子路径流动。
输入包含一个指令字，有时也称为机器指令字，它包含一个操作码或“操作码”、一个或多个操作数，有时还有一个格式码。操作码告诉 ALU 执行什么操作以及操作中使用的操作数。
例如，可以将两个操作数相加或进行逻辑比较。该格式可以与操作码组合并说明，例如，这是一条定点指令还是一条浮点指令。
输出由放置在存储寄存器中的结果和指示操作是否成功执行的设置组成。如果不是，某种状态将被存储在一个永久的地方，有时被称为机器状态字。
通常，ALU 包括用于输入操作数、正在添加的操作数、累加结果（存储在累加器中）和移位结果的存储位置。位流和在 ALU 的子单元中对它们执行的操作由门控电路控制。
这些电路中的门由序列逻辑单元控制，该单元对每个操作代码使用特定的算法或序列。在算术单元中，乘法和除法是通过一系列的加法或减法和移位运算来完成的。
有几种表示负数的方法。在逻辑单元中，可以执行 16 种可能的逻辑运算之一——例如比较两个操作数并识别位不匹配的位置。
ALU 的设计是处理器的关键部分，并且正在不断开发加速指令处理的新方法。
ALU 支持哪些类型的函数
在计算机科学中，ALU 用作对二进制数执行算术和按位运算的组合数字电路。这是用于包括中央处理单元 (CPU、FPU 和图形处理单元在内的多种类型的控制单元和计算电路的算术逻辑电路的基本构建块。
早在现代 PC 出现之前，ALU 就在 1970 年代首次帮助支持微处理器和晶体管。
以下是 ALU 支持的按位逻辑运算和基本算术运算的几个示例：
加法。将 A 和 B 与 Y 处的结转或结转总和相加。
减法。从 A 中减去 B，反之亦然，Y 和进位或进位的差值。
增量。其中 A 或 B 增加 1，Y 表示新值。
递减。其中 A 或 B 减一，Y 表示新值。
与。A 和 B 的按位逻辑 AND 由 Y 表示。
或者。A 和 B 的按位逻辑 OR 由 Y 表示。
异或。A 和 B的按位逻辑异或由 Y 表示。
ALU 移位函数使 A 或 B 操作数向右或向左移位，新操作数由 Y 表示。复杂的 ALU 使用桶形移位器在单个操作中将 A 或 B 操作数移位任意数量的位。
总结
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