Introducción a la informática musical. La tarjeta de sonido Medín Peirón Martín - [email protected]

INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA MUSICAL 12/10/2010

Conceptos básicos de Hardware y Software. La tarjeta de sonido. Drivers. Latencia

1

DISTINCIÓN FUNDAMENTAL 2

HARDWARE

Componentes físicos, materiales, tangibles, del ordenador (dispositivos eléctricos, electrónicos, electromecánicos , mecánicos, cables, cajas o gabinetes, periféricos)

SOFTWARE

Equipamiento lógico , intangible (como los programas de cómputo, pero también sus datos y su documentación)

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HARDWARE 3

Placa madre

CPU

Periféricos

Microprocesador/es

Entrada (E)

Memoria principal (RAM)

Memoria ROM

DRAM

Disco duro

Disquetera

Salida (S)

CD, DVD

E/S

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Memoria secundaria

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HARDWARE 4

Placa Madre Soporte con elementos soldados: el chipset permite que el microprocesador funcione en la placa base, los slots o ranuras de expansión incorporar tarjetas externas

Aloja la mayoría de componentes hardware del ordenador (microprocesador, RAM, tarjeta gráfica, tarjetas de expansión, periféricos de entrada y salida)

Contiene un gran circuito impreso que comunica (a través de los buses) los distintos componentes

Tiende a integrar funciones (audio, vídeo, red) antes realizadas con tarjetas externas

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HARDWARE 5

CPU Es el “cerebro” del ordenador, capaz de interpretar y ejecutar instrucciones, que se traducen en el procesado de datos (cálculos)

Contiene al menos un microprocesador programable El core (núcleo) es la parte del procesador que realiza todas las actividades de una CPU real. Los microprocesadores con un núcleo (mono) están siendo substituidos por los de dos (dual) o cuatro (quad), con capacidad para realizar más tareas simultáneas, aumentando el rendimiento

El microprocesador puede incorporar memorias caché, controladoras de memoria e incluso unidades de procesamiento gráfico, antes montados individualmente en tarjetas de expansión La velocidad del microprocesador determina el rendimiento del ordenador, y depende de la frecuencia de reloj (ciclos por segundo que desarrolla) y de las operaciones por ciclo que realiza

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HARDWARE 6

Periféricos Estrictamente considerados como “accesorios” o no esenciales, aunque muchos son fundamentales

Unidades o dispositivos que permiten al procesador comunicarse con el exterior, esto es, incorporar o exteriorizar información Entrada y salida

Entrada

Salida

Permiten el ingreso de información, de alguna fuente externa (local o remota) o por parte del usuario, hacia el procesador

Permiten dar salida a la información resultante de las operaciones realizadas por la CPU, entregándolas a otra fuente externa (local o remota) o al usuario

Pueden funcionar como dispositivos de entrada y de salida

Teclado, ratón, escáner, cámara web, joystick, lector de CD, lector de DVD, controlador MIDI, micrófono

Pantallas clásicas (no táctiles), impresoras, sintetizadores, módulos, samplers, altavoces

Pantalla táctil, dispositivos de almacenamiento masivo, tarjetas de red, módems, secuenciador MIDI, tarjeta de sonido

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HARDWARE 7

Memoria Principal o de trabajo (RAM) Random-access: acceso aleatorio o directo, se tarda lo mismo en acceder a cualquiera de sus celdas Permite acceso para lectura y también para escritura Principal, central o de trabajo: va almacenando los datos y programas que la CPU lee, procesa y ejecuta Temporal o transitoria: sus datos se van reescribiendo continuamente

Volátil: al perder la alimentación, pierde el contenido

DRAM: RAM dinámica, tiende a perder sus datos en breve tiempo, por lo que se va “refrescando” contínuamente a través de un circuito A mayor tamaño de la RAM, mejor rendimiento; cuando en un momento se ocupa toda la RAM, se recurre al disco duro, y el rendimiento disminuye en picado

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HARDWARE 8

Memoria ROM Read-only: permite acceso sólo para lectura, no para escritura

Permanente: al perder la alimentación, no pierde el contenido

Almacena programas relacionados con la Bios del Sistema, de gestión del arranque, chequeo inicial del sistema, carga del sistema operativo y con rutinas de control de dispositivos de entrada y salida

Memorias ROM en tarjetas de sonido e instrumentos musicales como samplers

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HARDWARE 9

Memoria secundaria Integrada por unidades de almacenamiento de datos

Estas unidades son dispositivos mixtos, de entrada y salida de datos

Estas unidades leen y escriben datos en soportes de almacenamiento

Son memorias permanentes: al perder la alimentación, no pierden el contenido

El disco duro es la más importante. Utiliza partes móviles (agujas) para su lectura, por lo que es lento (cuello de botella del sistema), cosa que no cambiará hasta su substitución por las memorias de estado sólido, sin partes móviles, más rápidas y silenciosas

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SOFTWARE 10

Programario

Sistema

Desarrollo

Aplicación

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SOFTWARE 11

Programario

Sistema

Desarrollo

Aplicación

Sistema

Bios

DOS

Windows

Sistema Operativo

Mac OS

BeOS

Linux Android

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SOFTWARE 12

Programario

Sistema

Desarrollo

Aplicación

Síntesis y control musical

Código texto

C-Sound

sr = 44100 kr = 4410 ksmps = 10 nchnls =2 aseñal 1000, 440, 1 out aseñal

Supercollider

MAX/MSP

Objetos gráficos

PD

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Reaktor

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Audio Mulch

SOFTWARE 13

Programario

Aplicaci ones

Sistema

Desarrollo

musical Aplicación es

Plug-in (se “enchufa” a una aplicación huésped a la que complementa)

Stand-alone (autónoma)

Secuenciadores MIDI

Notación de partituras

Edición lineal y destructiva de audio

Cubase,

Finale, Sibelius

Sound Forge

Logic

Edición no lineal y no destructiva de audio (DAW o multipistas)

Nuendo Pro-tools Digital Performer

Instrumentos virtuales

Procesado digital

Samplers, sintetizadores, cajas de ritmo

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Instrumentos virtuales

Procesado digital

SOFTWARE 14

Programario

Aplicaci ones

Sistema

Desarrollo

musical Aplicación es

Plug-ins (se “enchufan” a una aplicación huésped a la que complementan)

Stand-alone (autónomas)

Secuenciadores MIDI

Edición no lineal y no destructiva de audio (DAW o multipistas)

Cubase,

Nuendo

Logic

Pro-tools Digital Performer

Instrumentos virtuales

Procesado digital

Samplers, sintetizadores, cajas de ritmo

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Instrumentos virtuales

Procesado digital

LA TARJETA DE SONIDO 15

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LA TARJETA DE SONIDO 16 Memoria ROM para almacenar muestras reproducibles por la tarjeta , que se convierte en sampler

Componentes

microcontrolador incorpora capacidad de procesar digital mente la señal (efectos digitales)

microprocesador integrado (descarga CPU), primero gestión sólo de datos MIDI

Transmisor-Receptor Asíncrono Universal: adapta datos MIDI a los del microcontrolador

Conversor digital->analógico

Conversor Analógico->digital

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LA TARJETA DE SONIDO 17 Memoria que almacena temporalmente datos que viajan entre CPU y tarjeta. Si la CPU envía demasiado rápido, los datos se guardan en el buffer, si envía demasiado lento, la tarjeta puede seguir reproduciendo lo que tiene almacenado

Componentes

Controla el flujo de señales que entran a la tarjeta y salen de la misma

Comunica CPU y tarjeta

La tarjeta funciona como sampler La tarjeta funciona como sintetizador

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Salida digital, convertible a analógica (frecuentemente para subwoofer)

LA TARJETA DE SONIDO 18

Conectores

Color

Función

Rosa

Entrada analógica para micrófono

Azul

Entrada analógica "Line-In"

Verde

Salida analógica para la señal estéreo principal (altavoces frontales).

Negro

Salida analógica para altavoces traseros.

Plateado Salida analógica para altavoces laterales. Naranja

Salida Digital SPDIF que algunas veces es utilizado como salida analógica para altavoces centrales

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LA TARJETA DE SONIDO 19

CARACTERÍSTICAS MIDI

CARACTERÍSTICAS AUDIO

• Multitímbrica: número de instrumentos MIDI (o voces) distintos que pueden ser reproducidos a la vez (64-320 ) • Polifonia: cantidad de notas MIDI diferentes que pueden tocarse a la vez

• Frecuencia de muestreo (44 Khz, 48 Khz, 96 Khz, 192 Khz) • Resolución dinámica (16 o 24 bits) • Algoritmo chip sintetizador: mejor síntesis tabla de ondas que FM • DSP libera la CPU y determina calidad y número de efectos digitales • Memoria : tiende a emplearse RAM de sistema, aunque también hay X-Ram de tarjeta (64 Mb) • Full duplex: capaz de grabar y reproducir simultáneamente audio digital • Half-duplex sólo puede realizar una de las dos operaciones en cada momento. • Número entradas: determina la cantidad de canales por los que podemos grabar señales distintas simultáneas • Número de salidas: determina el número de canales de reproducción independientes (2 para estéreo, 3 para 2.1, 6 para 5.1, 9 para 8.1 etc…)

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TARJETA DE SONIDO 20

Controlador=driver

Programa intermediario entre el sistema operativo y, en este caso, la tarjeta de sonido

Tipos según origen Driver genérico: del sistema operativo, no aseguran mínima latencia ni rendimiento óptimo

Drivers del fabricante: tendrán menos latencia y más rendimiento. P.e. ASIO, desarrollados por Steinberg, ideales para Cubase

Drivers de terceras partes (programadores independientes): pueden mejorar los del fabricante. Probar Asio4All cuando ASIO de Steinberg no estén disponibles o no den buen rendimiento

Ventajas

Inconvenientes

Se libera a los desarrolladores del sistema operativo de preocuparse por todos los componentes que se incorporaran al ordenador

No son universales, funcionan con determinados sistemas operativos y determinadas tarjetas

Como el driver maneja directamente el flujo de audio, y no el sistema operativo, se reduce la latencia

P.e. drivers GSIF, necesarios para el sampler Gigastudio, no son soportados por SoundBlaster y “vuelven loco” al Windows

Pueden coexistir distintos drivers accesibles de forma independiente, lo cual puede servir para duplicar entradas y salidas de la tarjeta Driver multicliente: permite mezclar en tiempo real flujos de audio provinientes de programas distintos

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12/10/2010

EJERCICIOS 21

Comprueba el procesador y la RAM de tu PC

Comprueba las características de tu tarjeta de sonido

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12/10/2010

EJERCICIOS 22

Comprueba las salidas de tu tarjeta de sonido

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Comprueba las entradas de tu tarjeta de sonido

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Lecturas recomendadas 23 

Hardware (Wikipedia)



Software (Wikipedia)



Memoria RAM y ROM



Sistema operativo (Wikipedia)



Tarjeta de sonido (Wikipedia)



Conectores SPDIF (Wikipedia)



Latencia (1)



Latencia (2)



Latencia (3)

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