L'argomento è abbastanza vasto. Somma e sottrazione sono in un certo senso implementati insieme calcolando il complemento a due del secondo input (che è uguale a negare tutti i bit e sommare 1). Puoi iniziare a guardare per esempio su
Wikipedia. Per la moltiplicazione il metodo più semplice consiste nell'usare la somma e degli shift come descritto
in questa pagina. La divisione credo sia implementata usando l'algoritmo per la divisione che ti viene insegnata a scuola per dividere i numeri (ma con valori decimali) [url=http://mathforum.org/library/drmath/view/55944.html]qui viene descritto un po'[url]. Ovviamente per ognuno di questi esistono probabilmente algoritmi migliori. E mi sono limitato ai numeri interi, per i numeri in virgola mobile l'implementazione è leggermente diversa perché c'è anche l'esponente da prendere in considerazione.