ALU ( Arithmetic Logic Unit (Aritmetik ve Mantık Ünitesi))

ALU, CPU içerisinde bulunur. Tüm mantıksal ve aritmetik işlemleri gerçekleştirmekte olan bir dijital devredir. En basit işlemi gerçekleştiren mikro denetleyici den, en karmaşık mikro işlemciye sahip bir bilgisayara kadar tüm işlemcilerin yapı taşıdır. 

Aritmetik işlemlerden bazıları şunlardır; toplama, çıkarma, çarpma ve bölmedir.

Mantıksal işlemlerden bazıları ise; sayılar, harf ve özel karakterler arasında karşılaştırmadır.

Karşılaştırma işlemleri eşit durumda olup olmadığını saptama, daha küçük veya daha büyük durumda olduğunu saptamadır. Bunların dışında ALU ünitesinde virgüllü sayılarla daha rahat hesap yapabilmesi için bir Kayan Nokta işlem birimi (FPU-Floating Point Unit) vardır. 

ALU kavramını ilk olarak 1945 yılında matematikçi john VON NEUMANN "EDVAC" adlı bir bilgisayar üzerine bulgularını anlatan raporda bahsetmiştir.

    

FPU ( Floating Point Unit (Kayan Nokta Birimi))

FPU, CPU üzerinde bulunan ve çok hassas ve ondalıklı işlemlerin yapılmasında görev alan ünitedir. Gerçek dünyada sayılar sonsuza giderken, bilgisayar ortamında bilgisayar donanımının getirdiği sınırlamalardan dolayı bütün sayıların gösterilmesi mümkün değildir. 

Bu sınırlamaların etkisini en aza indiren, sayıların maksimum miktarda ve gerçeğe en yakın şekilde temsilini sağlayan sisteme "Kayan-Noktalı Sayılar" sistemi denir. 

Bu gösterim şekillerinde çok büyük ve çok küçük değerlerin ifade edilmesi için çok miktarda bilgisayar donanımına ihtiyaç duyulmaktadır. Örneğin sabit noktalı gösterimde n bitlik alanda noktanın yeri belirlenmiş ve x bit anlamlı kısım için, geri kalan (n-x) bit ise virgülden sonraki kısım için ayrılmıştır. Bu durumda 8 bitin 5 biti sayının tam kısmını, kalan 3 biti virgülden sonraki kısmını ifade ederse 10110,011, 11101,001, 11111,111 şeklindeki sayılar gösterilebilir. Kayan noktalı gösterimde ise eşit miktarda bilgisayar donanımı ile daha geniş aralıktaki sayılar üretilebilir. Yani 8 bitlik alanda 1,1101101, 10,101011, 11111,111 şeklinde virgülün herhangi bir aralığa gelerek oluşturacağı bütün kombinasyonları ifade etmek mümkündür.

Kayan noktalı sayılar tamsayı işlemlerden daha yavaştır. Bilgisayar performanslarının karşılaştırılmasında özellikle bilimsel bilgisayarlarda,kayan noktalı sayılar üzerindeki işlem hızı önemlidir. Ölçüm için FLOPS (floating point operation per second) kullanılır.

FLOP

Flip Flop kavramı temel olarak 1 bitlik bilginin tutulduğu ünitedir.

Bu devre elamanında her zaman iki çıkış olur. Bu çıkışların değerleri kalıcıdır. Yani bir sonraki giriş değerine kadar geçici süre ile sabitlenmekte ve yeni giriş değerleri alınana kadar sabit olarak kalmaktadır. Bu durum geçici bir hafıza olarak kabul edilebilir. En çok kullanılan Flip Flop tipleri tabloda verilmiştir. Bu Flip Flop tipleri temel olup bunların üzerinde değişiklikler yapılarak veya harmanlanarak daha farklı amaçlar için Flip Floplar da üretilebilmektedir.