ALU

📌 ALU

ALU (Arithmetic Logic Unit) — модуль в составе CPU, выполняющий базовые арифметические и логические операции над бинарными данными.

🧠 Как работает

ALU принимает два операнда (обычно из регистров) и код операции от CU.
Результат вычислений записывается обратно в регистр, флаги состояния обновляются в регистр флагов.

Основные функции:

• Арифметика: +, −, *, /
• Логика: AND, OR, XOR, NOT
• Сдвиги: SHL, SHR, ROL, ROR
• Установка флагов: zero, carry, sign, overflow и др.

⚙️ Где применяется

Контекст	Применение
CPU	Ядро выполнения инструкций
FPGA	Проектирование на уровне логических блоков
Микроконтроллеры	Простые ALU с фиксированным набором операций
GPU	Векторные ALU в составе потоковых процессоров

💻 Пример кода

; Пример на x86 (NASM): сложение двух чисел
mov eax, 5
add eax, 7    ; ALU выполняет сложение → EAX = 12

📊 Упрощённая структура ALU

      +---------+    +------------+
A --->|         |    |            |---> Результат
      |  ALU    |--> | Флаги (ZF, CF, OF...)
B --->|         |    |            |
      +---------+    +------------+
         ↑
     Операция (код из CU)

✅ Преимущества

• Простота и скорость выполнения операций

• Аппаратная реализация — минимум тактов

• Является фундаментом всех вычислений в CPU

❌ Недостатки

• Выполняет только элементарные операции

• Не включает управление, ветвление или доступ к памяти

• Сложные функции (например, тригонометрия) требуют отдельного блока — FPU