Aritmetická jednotka, také nazývaná aritmetická logická jednotka (ALU), je součástí centrální procesorové jednotky (CPU). Často se označuje jako „motor“ CPU, protože umožňuje počítači provádět matematické výpočty, jako je sčítání, odčítání a násobení. ALU také provádí logické operace, jako „AND“, „NEBO“ a „NE“. Aritmetická jednotka pracuje při zpracování kterékoli z těchto operací společně s maticí registru, která uchovává data. Aritmetická jednotka se skládá z mnoha vzájemně propojených prvků, které jsou navrženy k provádění konkrétních úkolů.
Některé centrální procesní jednotky se skládají ze dvou komponent, aritmetické jednotky a logické jednotky. Jiné procesory mohou mít aritmetickou jednotku pro výpočet operací s pevným bodem a další AU pro výpočet výpočtů s pohyblivou desetinnou čárkou. Některé počítače mají samostatný čip známý jako číselný koprocesor. Tento koprocesor obsahuje jednotku s pohyblivou řádovou čárkou pro zpracování operandů s pohyblivou řádovou čárkou. Koprocesor zvyšuje provozní rychlost počítače díky schopnosti koprocesoru provádět výpočet rychleji a efektivněji.
Operace jsou zpracovávány, když jsou data načtena do aritmetické logické jednotky z jednoho ze vstupních nebo procesorových registrů CPU. Registr je součástí celkového paměťového zařízení počítače, které ukládá data. Data obsažená v těchto registrech lze načíst mnohem rychleji než z jiných umístění úložiště. Řídicí jednotka je součástí vnitřního fungování CPU a předává instrukce aritmetické řídicí jednotce. Pokyny se obvykle skládají z několika částí. Obecně existuje operační kód, alespoň jeden operand a v některých případech formátový kód.
Operační kód nebo operační kód dává pokyn aritmetické logické jednotce, na které se má operace provést. Operandy řeknou ALU, kde jsou data umístěna, a adresu, kde lze informace získat. Má také různé funkce, které mají být použity ve výpočtech, jako je odčítání nebo logické srovnání. Formátový kód se obvykle používá s operačním kódem a může informovat ALU instrukční slovo stroje s pohyblivou řádovou čárkou nebo pevnou čárkou.
Mezi typické úkoly prováděné aritmetickou logickou jednotkou patří sčítání a odčítání, násobení a dělení a logické testy. ALU také provádí porovnávání a operace posunu bitů. Bitový posun je proces, který se týká přesunutí nejmenšího množství informací (bitů) zpracovávaných počítačem. Bity jsou seskupeny do podoby slov o velikosti 32 až 64 bitů.
Aritmetické jednotky mohou být navrženy tak, aby prováděly prakticky jakýkoli výpočet. Pro složitější operace jsou zapotřebí dražší ALU. Tyto aritmetické jednotky jsou obvykle větší a vyžadují více prostoru a síly. Menší aritmetické jednotky mohou provést výpočet, ale provedení této operace bude trvat déle v důsledku více kroků souvisejících se zpracováním vzorce.
