[ALU] Arithmetic Logic Unit, 산술 논리 연산 장치

ALU(Arithmetic Logic Unit)

 

CPU 내에서 계산 작업과 논리 연산을 수행하는 핵심 부품

 

 

ALU는 컴퓨터가 수학적인 계산(덧셈, 뺄셈 등)과 논리적인 비교(같다, 다르다 등)를 할 수 있도록 도와주는
"연산의 중심" 역할을 합니다.
모든 계산과 비교 작업이 여기서 이루어지며, CPU가 프로그램 명령을 수행할 때 ALU가 연산을 담당합니다.

 

 

ALU의 역할

ALU는 프로그램이 요구하는 산술 및 논리 연산을 빠르고 효율적으로 처리하는 핵심 장치입니다.

게임 캐릭터의 위치를 계산하거나, 이메일에서 스팸을 필터링할 때, 또는 암호화 연산을 할 때 모두 ALU가 관여합니다.

 

CPU가 수행하는 대부분의 명령은 어떤 방식으로든 ALU에서 연산을 거치기 때문에, ALU는 컴퓨터의 "계산 엔진"이라 할 수 있습니다.

 

이를 통해, ALU는 컴퓨터가 연산과 판단을 빠르게 수행할 수 있게 하고, 컴퓨터 프로그램이 의도한 작업을 정확히 수행하도록 돕는 중요한 역할을 합니다.

 

ALU 이해를 위한 핵심 키워드

산술 연산 (Arithmetic Operations)

ALU는 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 같은 기본적인 수학 연산을 수행합니다.

컴퓨터가 숫자를 더하거나 뺄 때 이 작업이 ALU에서 진행됩니다.

 

논리 연산 (Logic Operations)

논리 연산은 "같다", "다르다", "크다", "작다"와 같은 비교 작업을 포함합니다.

조건을 확인하거나 판단을 내리는 연산으로, 예를 들어 if 문 같은 조건문을 처리할 때 ALU가 사용됩니다.

 

비트 연산 (Bitwise Operations)

ALU는 데이터의 가장 작은 단위인 비트(bit)를 사용해 논리 연산을 수행할 수 있습니다.

AND, OR, XOR, NOT 같은 연산을 통해 0과 1로 구성된 비트를 조작하며, 이 작업은 이미지 처리,

암호화 등 다양한 응용에 사용됩니다.

 

플래그 (Flags)

ALU는 연산 결과에 따라 여러 상태(예: 결과가 0인지, 음수인지, 오버플로우가 발생했는지)를

나타내는 플래그를 설정합니다.

플래그는 CPU가 다음에 어떤 작업을 할지 결정하는 데 도움을 줍니다.

 

레지스터 (Registers)

ALU는 연산에 필요한 데이터를 레지스터에서 가져와 계산하며, 결과도 다시 레지스터에 저장합니다.

레지스터는 CPU 내부에 있어 매우 빠르게 데이터를 주고받을 수 있는 저장 공간입니다.