ALU (Arithmetic Logic Unit)

ALU (Arithmetic Logic Unit)

CPU 내부에서 산술 연산과 논리 연산을 실제로 수행하는 조합 논리 회로 기반의 연산 장치

목적: 산술 계산, 논리 판단, 비트 조작, 비교 연산

특징: 조합회로, 빠른 연산, 플래그 생성, 병렬 처리

기능

• •산술연산: 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈, 증가/감소
• •논리연산: AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR
• •시프트연산: 논리시프트, 산술시프트, 회전
• •비교연산: 크기비교, 동일비교, Zero검사

플래그

• •Zero(Z): 연산 결과가 0일 때 세트, 비교·분기 조건 판단
• •Carry(C): 부호 없는 연산에서 자리올림/빌림 발생 시 세트
• •Overflow(V): 부호 있는 연산에서 표현 범위 초과 시 세트
• •Sign(N): 연산 결과의 최상위 비트(음수 여부) 반영
• •Parity(P): 결과 비트 중 1의 개수 홀짝 판별, 에러 검출용

구성요소: ① 가산기(Full Adder) ② 논리게이트 ③ 시프터 ④ 멀티플렉서 ⑤ 상태레지스터

비교: ALU(정수·논리연산/CPU내장/범용) vs FPU(부동소수점/보조프로세서) vs GPU ALU(단순/대규모병렬)

연관: CPU, 레지스터, 명령어 집합, 플래그 레지스터