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tathy
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ÍNDICE:
Introdução
Primeiras Máquinas de Calcular
O Início da Era da Computação
Computadores de Primeira Geração
Computadores de Segunda Geração
Computadores de Terceira Geração
Computadores de Quarta Geração
Computadores de Quinta Geração
Classificação dos Computadores
Tipos de Computadores
Evolução dos Microcomputadores Padrão PC
Hardware e Software
A Evolução dos Sistemas Operacionais
Código de Máquina
Bits & Bytes
Linguagens de Computação
Tipos de Software
Unidades Funcionais Lógicas
Unidades de Entrada
Unidade Central de Processamento
Unidades de Memória
Unidades de Saída
Partes do Computador
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PARTE I
Introdução
O que é computador?
No dicionário encontramos: "Computador, s.m. - aquele que faz cômputos ou que calcula; máquina à base de circuitos eletrônicos que efetua grandes operações e cálculos gerais, de maneira ultra rápida." Os irônicos dizem: "Computador é o idiota mais veloz do mundo, pois fará qualquer coisa que nós lhe ordenarmos a uma velocidade extremamente alta." Também podemos dizer: "Computador é um equipamento capaz de aceitar elementos relativos a um problema, submetê-lo a operações predeterminadas e chegar a um resultado."
Complicado? Vamos estudar a história da criação do computador e poderemos ter a nossa própria definição sobre o computador...
Primeiras Máquinas de Calcular
A história do computador, ao contrário do que muitos podem imaginar, tem seu início há muito tempo atrás, desde quando o homem descobriu que somente com os dedos, ou com pedras e gravetos, não dava mais para fazer cálculos...
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Então foi criado, há aproximadamente 4.000 a.C., um aparelho muito simples formado por uma placa de argila onde se escreviam algarismos que auxiliavam nos cálculos. Esse aparelho era chamado de ÁBACO - palavra de origem Fenícia. Cerca de 200 a.C., o Ábaco era constituído por uma moldura retangular de madeira com varetas paralelas e pedras deslizantes. |
Ábaco
- Séc. III - d.C. |
O próximo passo na história dos computadores (ano de 1642), ocorreu quando um francês de 18 anos de nome Blaise Pascal, inventou a primeira máquina de somar: PASCALINA, a qual executava operações aritméticas quando se giravam os discos interligados, sendo assim a precursora das calculadoras mecânicas.
Pascalina - 1642
Por volta de 1671 na Alemanha, Gottfried Leibnitz inventou uma máquina muito parecida com a Pascalina, que efetuava cálculos de multiplicação e divisão, e qual se tornou a antecessora direta das calculadoras manuais.
Calculadora de Leibniz - 1673
Em 1802 - na França, Joseph Marie Jacquard passou a utilizar Cartões Perfurados para controlar suas máquinas de tear e automatizá-las.
Tear de Jacquard - 1804
No início início do século XIX, mais especificamente em 1822, foi desenvolvido por um cientista inglês chamado Charles Babbage uma máquina diferencial que permitia cálculos como funções trigonométricas e logaritmas, utilizando os cartões de Jacquard.
Máquina Diferencial - 1822
Projetada para produzir tabelas matemáticas
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Já em 1834, desenvolveu uma máquina analítica capaz de executar as quatro operações (somar, dividir, subtrair, multiplicar), armazenar dados em uma memória (de até 1.000 números de 50 dígitos) e imprimir resultados. Porém, sua máquina só pode ser concluída anos após a sua morte, tornando-se a base para a estrutura dos computadores atuais, fazendo com que Charles Babbage fosse considerado como o "Pai do Computador". |
Máquina Analítica - 1834 |
O Início da Era da Computação
Já no ano de 1890, época do censo dos EUA, Hermann Hollerith percebeu que só conseguiria terminar de apurar os dados do censo quando já seria o tempo de se efetuar novo censo (1900). Então aperfeiçoou os cartões perfurados (aqueles utilizados por Jacquard) e inventou máquinas para manipulá-los, conseguindo com isso obter os resultados em tempo recorde, isto é, 3 anos depois.
Tabulador de Hollerith - 1890
Tabulava estatísticas com Cartões Perfurados
Em função dos resultados obtidos, Hollerith, em 1896, fundou uma companhia chamada TMC - Tabulation Machine Company, vindo esta a se associar, em 1914 com duas outras pequenas empresas, formando a Computing Tabulation Recording Company vindo a se tornar, em 1924, a tão conhecida IBM - Internacional Business Machine.
Em 1930, os cientístas começaram a progredir nas invenções de máquinas complexas, sendo que o Analisador Diferencial de Vannevar Bush anuncia a moderna era do computador. Em 1936, Allan Turing publica um artigo sobre "Numeros Computáveis" e Claude Shannon demonstra numa tese a conexão entre lógica simbólica e circuítos elétricos. Em 1937, George Stibitz constrói em sua mesa de cozinha um "Somador Binário".
Com a chegada da Segunda Guerra Mundial houve a necessidade de se projetar máquinas capazes de executar cálculos balísticos com rapidez e precisão para serem utilizadas na indústria bélica.
Com isso surgiu, em 1944, o primeiro computador eletromecânico (construído na Universidade de Harvard, pela equipe do professor H. Aiken e com a ajuda financeira da IBM, que investiu US$ 500.000,00 no projeto), possuía o nome de MARK I, era controlado por programa e usava o sistema decimal. Tinha cerca de 15 metros de comprimento e 2,5 metros de altura, era envolvido por uma caixa de vidro e de aço inoxidável brilhante e possuía as seguintes características:
- 760.000 peças
- 800 km de fios
- 420 interruptores para controle
- realizava uma soma em 0,3 s
- realizava uma multiplicação em 0,4 s
- e uma divisão em cerca de 10 s
Mark I -
1943
com seus 420 interruptores que eram ajustados manualmente
para que os valores fossem introduzidos
O MARK I prestou seus serviços de matemática na Universidade de Harvard por 16 anos completos, apesar de não ter feito muito sucesso, pois já era obsoleto antes mesmo de ser construído, sendo que em 1941, Konrad Zuse, na Alemanha, já estava criando modelos de teste: Z1 e Z2, sendo que logo após completou um computador operacional (Z3), que consistia de um dispositivo controlado por programa e baseado no sistema binário e que era muito menor e de construção bem mais barata do que o MARK I.
Os computadores Z3 e logo a seguir o Z4, eram utilizados na solução de problemas de engenharia de aeronaves e projetos de mísseis, sendo que Zuze também construiu vários outros computadores para fins especiais, mas não teve muito apoio do governo Alemão, pois Hitler, na época mandou embargar todas as pesquisas científicas, excetos as de curto prazo, sendo que o projeto de Zuze levaria cerca de 2 anos para ser concluído. Umas das principais aplicações da máquinas de Zuze era quebrar os códigos secretos que os ingleses usavam para se comunicar com os comandantes no campo.
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PARTE II
Computadores de Primeira Geração
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Em 1943, um projeto britânico, sob a liderança do matemático Alan Turing, colocou em operação uma série de máquinas mais ambiciosas, o COLOSSUS, pois ao invés de relés eletromecânicos, cada nova máquina usava 2.000 válvulas eletrônicas (por coincidência, mais ou menos o mesmo número de válvulas que Zuze propusera para a nova máquina que não lhe permitiram desenvolver...). |
COLOSSUS - 1943 |
O Colossus trabalhava com símbolos perfurados numa argola de fita de papel, que era inserida na máquina de leitura fotoelétrica, comparando a mensagem cirfrada com os códigos conhecidos até encontrar uma coincidência. Ele processava 25.000 caracteres por segundo.
Em 1945, John von Neumann delineia os elementos críticos de um sistema de computador.
Já em 1946, surgiu o ENIAC - Eletronic Numerical Interpreter and Calculator, ou seja, "Computador e Integrador Numérico Eletrônico", projetado para fins militares, pelo Departamento de Material de Guerra do Exército dos EUA, na Universidade de Pensilvânia. Era o primeiro computador digital eletrônico de grande escala e foi projetado por John W. Mauchly e J. Presper Eckert (que era um gênio em engenharia, pois quando tinha apenas 8 anos contruiu um rádio a cristal e colocou-o num lápis).
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ENIAC
- 1946 |
O ENIAC tinhas as seguintes características:
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Só que o ENIAC tinha um grande problema: por causa do número tão grande de válvulas, operando à taxa de 100.000 pulsos por segundo, havia 1,7 bilhão de chances a cada segundo de que uma válvula falhasse, além da grande tendência de superaquecer-se. Pois as válvulas liberavam tanto calor, que mesmo com os ventiladores a temperatura ambiente subia, às vezs, até 67°C. Então Eckert, aproveitou a idéia utilizada em órgãos eletrônicos, fazendo com que as válvulas funcionassem sob uma tensão menor que a necessária, reduzindo assim as falhas a 1 ou 2 por semana.
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Nesta época, as válvulas representavam um grande avanço tecnológico, mas apresentavam os seguintes problemas:
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O ENIAC foi desativado em 2 de outubro de 1955.
O sucessor do ENIAC foi o EDVAC - Eletronic Discrete Variable Computer ou "Computador Eletrônico de Variáveis Discretas". O EDVAC foi planejado para acelerar o trabalho armazenando tanto programas quanto dados em sua expansão de memória interna. Os dados, então, eram armazenados eletronicamente num meio material composto de um tubo cheio de mercúrio, conhecido como linha de retardo, onde os cristais dentro do tubo geravam pulsos eletrônicos que se refletiam para frente e para trás, tão lentamente quanto podiam, de fato a reter a informação, semelhante a um desfiladeiro que retém um eco, que Eckert decobriu por acaso ao trabalhar com radar. Outra grande característica do EDVAC era poder codificar as informações em forma binária em vez da forma decimal, reduzindo bastante o número de válvulas.
No ano de 1947, John Bardeen, William Shockley e Walter Brattain inventam o TRANSISTOR.
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Em 1949, surge o EDSAC - Eletronic Delay Storage Automatic Calculator ou "Calculadora Automática com Armazenamento por Retardo Eletrônico", o qual marcou o último grande passo na série de avanços decisivos inspirados pela guerra: Começou a "Era do Computador"! |
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E em 1951, surge o primeiro computador comercial o LEO
LEO - 1951 - primeiro computador comercial
Computadores de Segunda Geração
Já em 1952, a Bell Laboratories inventou o Transistor que passou a ser um componente básico na construção de computadores e apresentava as seguintes vantagens:
- aquecimento mínimo
- pequeno consumo de energia
- mais confiável e veloz do que as válvulas
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No mesmo ano, John Mauchly e Presper Eckert abriram sua própria firma na Filadéfia e criaram o UNIVAC - Universal Automatic Computer, ou seja, "Computador Automático Universal", o qual era destinado ao uso comercial. Era uma máquina eletrônica de programa armazenado que recebia instruções de uma fita magnética de alta velocidade ao invés dos cartões perfurados. O UNIVAC foi utilizado para prever os resultados de uma eleição presidencial.
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UNIVAC
- 1952
usado para prever resultados da eleição presidencial
Também em 1952, Grace Hopper transformou-se em uma pioneira no processamento de dados, pois criou o primeiro compilador e ajudou a desenvolver duas linguagens de programação que tornaram os computadores mais atrativos para comércio.
Em 1953, Jay Forrester, do MIT, construiu uma memória magnética menor e bem mais rápida, a qual substituía as que usavam válvulas eletrônicas. Já em 1954, a IBM concluiu o primeiro computador produzido em série, o 650, que era de tamanho médio e enquanto isso, Gordon Teal, da Texas Instruments, descobre um meio de fabricar transistores de cristais isolados de silício a um custo baixo.
IBM 650 - 1954
Conclui-se em 1955, o primeiro computador transistorizado, feito pela Bell Laboratories: o TRADIC, o qual possuía 800 transistores, sendo cada um em seu próprio recipiente.
TRADIC - 1955
Computadores de Terceira Geração
De 1958 a 1959, Robert Noyce, Jean Hoerni, Jack Kilby e Kurt Lehovec participam do desenvolvimento do CI - Circuito Integrado. Em 1960, a IBM lança o IBM/360, cuja série marcou uma nova tendência na construção de computadores com o uso de CI, ou pastilhas, que ficaram conhecidas como Chips. Esses chips incorporavam, numa única peça de dimensões reduzidas, várias dezenas de transistores já interligados, formando circuitos eletrônicos complexos.
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E Steven Hofstein, descobriu, em 1961, o transistor de efeito de campo, usado nos circuitos integrados MOS. No ano de 1965, a Digital Equipment introduz o PDP-8, o primeiro minicomputador comercial e com preço competitivo. |
PDP-8
- 1965 |
Os primeiros computadores com circuito integrado foram criados pela Burroughs, em 1968, e tinham o nome de B2500 e B3500.
1968 - primeiro computador com circuito integrado
Em 1971, Ted Hoff, planeja o microprocessador Intel 4004, o qual era um único chip com todas as partes básicas de um processador central. Esse processador era a CPU de um computador de 4 bits. Já em1974, Ed Roberts, do MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) em Albuquerque - Novo México, constrói um microcomputador chamado ALTAIR 8800 (o nome "Altair" se deve a uma estrela, pois consideravam o lançamento da máquina um "evento estelar"), cuja máquina foi construída com base no processador da Intel o 8080, que já era um descendente do processador Intel 8008. O ALTAIR tornou-se o maior sucesso, marcando o início de uma indústria multibilionária, pois Roberts esperava vender uns oitocentos ALTAIR por ano e acabou tendo dificuldades para satisfazer 4.000 pedidos!
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Intel 4004 - 1971
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Intel 8080 - 1974
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MOS Technology 6502 - 1975
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Logo após, em 1975, os estudantes William (Bill) Gates e Paul Allen criam o primeiro software para microcomputador, o qual era uma adaptação do BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code, ou "Código de Instruções Simbólicas para todos os Propósitos dos Principiantes") para o ALTAIR. Anos mais tarde, Gates e Allen fundaram a Microsoft, uma das mais bem sucedidas companhias de software para microcomputadores. |
Bill Gates e Paul Allen
- 1975 |
Placa de Circuitos da Apple
I
batizado de "Nosso Fundador"
emoldurada e pendurada no primeiro escritório da empresa em 1977
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Apple II, TRS-80
e PET - 1977 |
PARTE III
Computadores de Quarta Geração
Na década de 80, foi criado o IC LSI - Integratede Circuit Large Scale Integration, ou seja, "Circuito Integrado em Larga Escala de Integração", onde foram desenvolvidas técnicas para se aumentar cada vez mais o número de componentes no mesmo circuito integrado. Alguns tipos de IC LSI incorporavam até 300.000 componentes em uma única pastilha.
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Motorola 68000 - 1979
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Hewlett-Packerd - SuperChip - 1981
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Finalmente, em 1981, a IBM resolve entrar no mercado de microcomputadores com o IBM-PC.
IBM-PC - 1981
MMX - Micro Doméstico - 1984
Computadores de Quinta Geração
Os computadores de Quinta Geração têm como característica o uso de IC VLSI - Integrated Circuit Very Large Scale Integration, ou seja, "Circuitos Integrados em uma Escala Muito Maior de Integração".
Os "chips" vêm diminuito tanto de tamanho, fazendo com que seja possível a criação de computadores cada vez menores, como é o caso da microminiaturização do microprocessador F-100, que mede somente 0,6 cm quadrados e é pequeno o suficiente para passar pelo buraco de uma agulha!
Microprocessador F-100
Classificação dos Computadores
Inicialmente, os computadores eram agrupados em dois tipos:
- Pessoal: caracterizavam-se pela limitação de recursos de periféricos, pela não conexão com outros equipamentos e pela baixa velocidade de transmissão de dados.
- Profissional: permitiam a expansão de periféricos à sua configuração básica, maior velocidade de transmissão e a conexão a outros equipamentos.
Podiam também serem classificados quanto às características de utilização:
- Científicos: que possuem uma pequena entrada de dados; um processamento complexo, com grandes rotinas de cálculos e uma pequena saída de resultados.
- Comerciais: que possuem uma grande entrada de dados; um processamento relativamente simples e uma grande saída de resultados.
Ou, quanto às características de operação:
- Analógicos: computadores que executam trabalhos usando elementos representados por grandezas físicas, como por exemplo, a intensidade de uma corrente elétrica ou o ângulo de giro de uma engrenagem. São computadores criados para uma finalidade específica, isto é, só se aplicam a um determinado tabalho. Os resultados obtidos com o uso de computadores analógicos são aproximados e servem ao próprio sistema onde é utilizado, como por exemplo: crontrole de temperatura de uma caldeira utilizando sensores, medidor de água ou de energia elétrica.
- Digitais: computadores que realizam suas operações utilizando elementos representados por grandezas matemáticas (números), ou seja, operam dígito a dígito. São computadores destinados a aplicações múltiplas, podendo ser utilizados em diversas tarefas. Por utilizar valores numéricos, os resultados obtidos com esse tipo de computador são exatos, como por exemplo: os cálculos de engenharia.
(O computador analógico "mede" e o computador digital "conta")
PARTE IV
Tipos de Computadores Padrão PC
Existem vários tipos de computadores:
- "Mainframes", que são computadores de grande ou médio porte, utilizados em grandes empresas;
- Minicomputadores;
- Microcomputadores, também conhecidos como "desktop", os quais existem de diversos modelos e tipos, como PC, Macintosh e Power PC;
- Portáteis, como os laptops, notebooks, mini-notebooks, handhelds, notepads e palm tops.
Portáteis Antigos:
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Evolução dos Microcomputadores PC
O IBM PC, ou Personal Computer (Computador Pessoal), surgiu em 1981 e se tornou um padrão de microcomputador, o qual passou a ter uma evolução muito rápida, e difícil de se acompanhar... pois ao adquirimos um modelo que consideramos de último tipo, verificamos que já despontou no mercado um outro mais novo, mais moderno e poderoso!
Vejamos se conseguimos "acompanhar" um pouco desta acelerada evolução:
PC - Personal Computer:
- permitia a inclusão de 5 placas de expansão;
- 256 Kb de memória RAM
- 40 Kb memória ROM
- uma ou duas unidades de disquete de 5 1/4" com capacidade de gravação de 360 Kb;
- monitor CGA monocromático (fósforo verde, âmbar ou branco).
PC XT - Personal Computer eXtended Tecnology:
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PC AT - Personal
Computer Advanced Tecnology:
- permitia a inclusão de 8 placas de expansão;
- 1 Mb de memória RAM
- 64 Kb memória ROM
- uma ou duas unidades de disquete de 5 1/4" com capacidade de gravação de 360 Kb ou 1.2 Mb;
- uma ou duas unidades de disco rígido de 20 a 160 Mb;
- monitor CGA monocromático ou colorido ou monitor EGA;
- placas de expansão padrão ISA de 8 e 16 bits.
AT 286
- de 7 a 16 MHz;
- 1 Mb de memória RAM;
- um ou mais drives de 5 1/4" com capacidade de gravação 360 Kb ou 1.2 Mb;
- monitor CGA monocromático ou colorido ou monitor EGA ou monitor VGA;
- uma ou duas unidades de disco rígido de 20 a 160 Mb;
- mouse;
- placas de expansão padrão ISA de 8 e 16 bits.
AT-286
386 SX
- geralmente de 16 a 20 MHz;
- 2 Mb de memória RAM;
- um ou mais drives de 5 1/4" com capacidade de gravação 360 Kb ou 1.2 Mb e/ou drive de 3 1/2" com capacidade de gravação 720 Kb ou 1.44 Mb;
- monitor CGA ou EGA ou VGA (monocromático ou colorido);
- uma ou duas unidades de disco rígido de 40 a 200 Mb;
- placas de expansão padrão ISA de 16 bits.
386 DX
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486 SLC, DLC ou SX
- geralmente de 25 a 40 MHz;
- 2 a 4 Mb de memória RAM;
- um ou mais drives de 5 1/4" com capacidade de gravação 1.2 Mb e/ou drive de 3 1/2" com capacidade de gravação 720 Kb ou 1.44 Mb;
- monitor VGA ou Super VGA (monocromático ou colorido);
- uma ou duas unidades de disco rígido de 120 a 400 Mb;
- com ou sem co-processador matemático;
- placa fax-modem 2.400 ou 4.800 Kbps;
- placas de expansão padrão ISA de 16 bits.
486 DX
- geralmente de 40 a 50 MHz;
- 4 a 16 Mb de memória RAM;
- um ou mais drives de 5 1/4" com capacidade de gravação 1.2 Mb e/ou drive de 3 1/2" com capacidade de gravação 720 Kb ou 1.44 Mb;
- drive de CD Rom 2x (velocidades);
- monitor Super VGA (monocromático ou colorido);
- uma ou duas unidades de disco rígido de 120 a 540 Mb;
- placa fax-modem 4.800 ou 9.600 Kbps;
- placas de expansão padrão ISA de 16 bits.
486 DX2
- geralmente de 66 MHz;
- 8 a 64 Mb de memória RAM;
- um ou mais drives de 5 1/4" com capacidade de gravação 1.2 Mb e/ou drive de 3 1/2" com capacidade de gravação 1.44 Mb;
- drive de CD Rom 4x;
- monitor Super VGA colorido;
- uma ou duas unidades de disco rígido de 420 a 1.2 Gb;
- placa fax-modem 14.400 ou 28.600 Kbps;
- placas de expansão padrão ISA de 16 bits e Vesa Local Bus de 32 bits.
486 - Computador c/ Multimídia
486 DX4
- de 80 a 100 MHz;
- 16 a 64 Mb de memória RAM;
- um ou mais drives de 5 1/4" com capacidade de gravação 1.2 Mb e/ou drive de 3 1/2" com capacidade de gravação 1.44 Mb;
- drive de CD Rom 8x;
- monitor Super VGA colorido;
- uma ou duas unidades de disco rígido de 1.2 a 2 Gb;
- placa fax-modem 14.400 ou 33.600 Kbps;
- placas de expansão padrão ISA de 16 bits, Vesa Local Bus de 32 bits ou PCI.
586 (com processador Cyrix ou AMD) ou Pentium (processador Intel)
- de 75 a 200 MHz;
- 16 a 64 Mb de memória RAM;
- um drive de 3 1/2" com capacidade de gravação 1.44 Mb;
- drive de CD Rom 16x;
- monitor Super VGA colorido;
- uma ou duas unidades de disco rígido de 1.2 a 2 Gb;
- placa fax-modem 14.400 ou 33.600 Kbps;
- placas de expansão padrão ISA de 16 bits e PCI.
686 (com processador Cyrix)
- (não teve muita aceitação);
- 16 a 64 Mb de memória RAM;
- um drive de 3 1/2" com capacidade de gravação 1.44 Mb;
- drive de CD Rom 16x;
- monitor Super VGA colorido;
- uma ou duas unidades de disco rígido de 1.2 a 2 Gb;
- placa fax-modem 14.400 ou 33.600 Kbps;
- placas de expansão padrão ISA de 16 bits e PCI.
Pentium PRO
- (foi muito utilizado na área gráfica)
- de 166 a 200 MHz;
- 16 a 64 Mb de memória RAM;
- um drive de 3 1/2" com capacidade de gravação 1.44 Mb;
- drive de CD Rom 16x;
- monitor Super VGA colorido;
- uma ou duas unidades de disco rígido de 1.2 a 3.2 Gb;
- placa fax-modem 14.400 ou 33.600 Kbps;
- placas de expansão padrão ISA de 16 bits e PCI.
Pentium MMX
- com tecnologia MMX que acelera os gráficos em 3 D;
- de 166 a 233 MHz;