LEZIONI DI INFORMATICA MUSICALE il computer

1 Introduzione Lʼinformatica musicale è una disciplina molto articolata che riguarda lʼelaborazione di informazioni sonore e musicali attraverso algoritmi di editing, processing e di interfacciamento sugli hardware dedicati allʼacquisizione dei dati sonori e al controllo su di essi. Richiede la conoscenza di una serie piuttosto numerosa di materie propedeutiche: Scienza del Suono, Teoria e pratica delle Discipline musicali, Fonia, Tecniche di ripresa microfonica delle sorgenti sonore, Protocollo MIDI, tanto per citarne alcune. Queste lezioni di Informatica Musicale sono dedicate ad unʼutenza ancora non specializzata che muove i primi passi nella tecnologia musicale e pertanto può anche appartenere alle prime classi di un Liceo musicale o di una laurea triennale del Conservatorio con un indirizzo non tecnologico.

2 La Tecnologia Musicale Lʼinformatica musicale è basata sullʼinterazione dellʼutente con 3 tipologie di tecnologie dedicate allʼelaborazione delle informazioni sonore: 1. unʼunità di calcolo e di memorizzazione rappresentata dal computer 2. un sistema di applicazioni software dedicate: alla gestione del calcolatore,

allʼinterfacciamento con gli hardware esterni di acquisizione, controllo e monitoring e allʼelaborazione dei dati musicali e sonori

3. hardware dedicati allʼinterfacciamento con gli applicativi, allʼacquisizione e al monitoring delle informazioni sonore

3 Il computer Gli hardware e gli applicativi dedicati allʼelaborazione numerica delle informazioni sonore, a seconda della complessità del sistema e della capacità di calcolo e di memoria richiesta, possono aver bisogno di computer particolarmente performanti. Gli utenti possono scegliere due piattaforme: pc ed apple che offrono entrambe soluzioni portatili e fisse. Poichè i due sistemi utilizzano praticamente la stessa tecnologia di processori la differenza principale tra un sistema pc ed uno apple è nel sistema operativo e nel costo. Non esiste più quella grande differenza di prestazioni che cʼera tra un apple ed un pc ed inoltre ultimamente sono apparsi sistemi ibridi ovvero pc che hanno il sistema operativo OsX ma anche apple che ospitano sistemi operativi windows. Nella scelta della macchina da comprare e da configurare occorre tener presente una serie di considerazioni: - la potenza del processore: il processore, chiamato CPU (Central Processing Unit),

costituiscenil cervello del computer ed è collocato sulla scheda madre. Il suo compito è quello di eseguire le innumerevoli istruzioni di applicativi gestiti dal sistema operativo. Durante le fasi di realizzazione di una produzione musicale attraverso lʼutilizzo di schede audio, sequencer, audio editor, plug-in, strumenti virtuali, ecc. la CPU è spesso sottoposta a cicli di lavorazione che richiedono molta potenza di calcolo e pertanto i

processori devono essere potenti e possibilmente multipli. Ultimamente i computer possono essere configurati con processori Core i7 di tipo multiplo (dual, quad) che offrono performance molto indicate ed un controllo sulla memoria RAM migliore (per un approfondimento sulla tecnologia Core i7 potete vedere wikipedia e Intel)

Fig. 1 - CPU Core i7 della Intel (immagine della Intel) - la velocità e la grandezza della memoria RAM: la RAM (Random Access Memory) è una

memoria (parte del computer destinata a conservare informazioni per un certo periodo di tempo) che consente lʼaccesso diretto a qualunque indirizzo di memoria con lo stesso tempo di accesso. Un indirizzo di memoria è un identificatore univoco per una posizione di memoria alla quale il processore o unʼaltra periferica possono salvare i dati per poterlo recuperare in seguito. La memoria RAM si caratterizza per la velocità di accesso (espressa in MHz, megaHertz), di trasferimento dati (espressa in MT/s, megabit al secondo) e per la quantità (espressa in GB, gigabyte). Allo stato attuale si cerca di configurare memorie di tipo DDR3 (per un approfondimento cliccare al seguente link). La tecnologia musicale richiede una grande quantità di memoria RAM e pertanto, allo stato attuale, lʼoptimum è costituito da 8 GB. Soprattutto nei sistemi informatici dedicati allʼorchestrazione virtuale la memoria RAM gioca un ruolo fondamentale in quanto le librerie di campioni effettuano uno streaming importante verso la RAM e pertanto maggiore è la sua quantità, maggiore è la possibilità di utilizzare contemporaneamente più strumenti virtuali.

Fig. 2 - banco di memoria RAM DDR3 con dissipatori integrati

- la memoria di massa: gli applicativi, le librerie, i progetti e i dati vengono memorizzati su

un tipo di memoria la cui caratteristica deve essere la non volatilità che presuppone la possibilità di memorizzare i dati in maniera permanente. Questo tipo di memoria è chiamata anche con il termine memoria di archiviazione. I supporti dedicati alla memoria di massa sono gli hard disk, i CD, i DVD, le memorie flash, le pen drive, che praticamente hanno sostituito i vecchi floppy e nastri magnetici. Sono gestiti dal file system del sistema operativo che ne regola la memorizzazione ed organizzazione dei file. Gli hard disk (maggiori info al seguente link) sono le memorie di archiviazione più comunemente utilizzate e sono basate sullʼesistenza di uno o più dischi rigidi anche se in un futuro non troppo lontano potrebbero essere sostituiti con unità a stato solido (SSD). Il disco rigido può essere costituito da uno o più piatti in rotazione rivestiti di materiale ferromagnetico e da due testine per ogni disco (una per lato). La velocità di rotazione dei dischi può essere a 4200, 5400, 7200, 10000 e 15000 giri al minuto. Quelli più adatti alle tecnologie musicali sono i dischi che hanno una velocità pari a 7200. La capacità di una memoria di archiviazione è espressa in gigabyte (GB) e di recente anche in terabyte (TB). Possono essere interni al computer oppure presenti su supporti esterni (case) collegati al computer tramite porte USB, FireWire, Thunderbolt che determinano la quantità di informazioni che è possibile scrivere o leggere al secondo. Tendenzialmente è buona pratica avere un HD dedicato al sistema operativo e agli applicativi e uno o più HD dove collocare le librerie o i progetti e i dati prodotti durante le varie fasi di lavoro. LʼHD può anche essere partizionato ovvero diviso in più unità logiche indipendenti.

Fig. 3 - hard disk (interno)

4 Il sistema operativo Il software che gestisce lʼoperativa del computer, lʼinterfaccia utente e la funzionalità di tutti gli applicativi è il sistema operativo ovvero lʼinsieme dei componenti software che gestiscono le risorse hardware e quelle software del computer. Attualmente sono tre i sistemi operativi più utilizzati: - Windows, installato sulle macchine pc (ma anche sugli apple attraverso applicazioni

quali parrallels o bootcamp) - Mac OS X installato sulle macchine apple ( è possibile installarlo anche su pc ma

questa procedura è considerata illegale da parte della apple) - Linux è un sistema operativo open source installabile sia un un pc che su un apple. La gestione del sistema operativo è molto importante: occorre che sia sempre aggiornato e possibilmente protetto, attraverso un software antivirus contro i danni inflitti da applicazioni quali virus e malware che possono essere installate attraverso la rete internet, applicazioni e chiavette USB. Per ciò che concerne il sistema operativo Windows occorre effettuare anche delle operazioni di amministrazione e mantenimento: la deframmentazione dei dischi rigidi ovvero unʼoperazione di ottimizzazione dellʼarchiviazione dei dati, la pulizia dei file e chiavi di registro non più utilizzati operazione molto delicata che deve essere effettuata con applicativi sicuri, lʼottimizzazione delle risorse in utilizzo contemporaneo e dei servizi programmi eseguibili che svolgono compiti specifici gestiti direttamente dal sistema operativo senza la necessità dellʼintervento da parte dellʼutente. Poichè gli applicativi dedicati allʼinformatica musicale richiedono molte risorse della CPU e molta RAM è importante ottimizzare i sistemi operativi rimuovendo tutte quelle applicazioni che si avviano in automatico e che non hanno unʼutilità vitale per il buon funzionamento del sistema operativo.

5 la scheda audio Il sistema informatico musicale utilizza oltre al computer e agli applicativi anche una serie di hardware dedicati (schede audio e interfacce MIDI) che consentono la registrazione di informazioni audio e MIDI, il monitoring dei segnali audio (attraverso una cuffia o un sistema di monitoring) ma anche il controllo sui dati (controller MIDI, sistemi di remote controlling), lʼacquisizione di informazioni musicale attraverso scanning. La scheda audio è lʼhardware più importante in quanto è in grado di effettuare: la trasduzione analogica-digitale (attraverso il convertitore analogico-digitale ADC) indispensabile per la digitalizzazione delle informazioni sonore, la trasduzione digitale- analogica (attraverso il convertitore digitale-analogico). Si caratterizza: - per il numero di ingressi e di uscite audio disponibili, di tipo analogico e digitale, - per la frequenza di campionamento e il numero di bit con il quale può digitalizzare le

informazioni sonore, - per la presenza o meno di preamplificatori microfonici, - per la presenza o meno di interfaccia MIDI, - per ingressi ed uscite di controllo e di sincronismo (word clock), - per la qualità del driver di gestione, - per la fornitura di software specifico di controllo (mix virtuale, matrici di routing,

processori di effetti), - per la presenza di DSP (processori dedicati).

Fig. 4 - scheda audio RME Fireface UFX (immagine RME)

Fig. 5 - software di controllo per la scheda RME Babyface (immagine RME)

La scheda audio, come ogni hardware, per essere riconosciuta ed utilizzata dal sistema operativo deve essere installata attraverso un software chiamato driver e che consentirà a tutti gli applicativi musicali di utilizzarla nel routing (percorso) del segnale audio sia in ingresso che in uscita. Prima di comprare schede audio è molto importante informarsi sulla stabilità del driver e sulla compatibilità dello stesso con gli applicativi musicali. Le migliori schede sono quelle i cui driver oltre ad essere stabili sono anche sempre aggiornati con lʼevoluzione dei sistemi operativi consentendo quindi allʼutente di poterla utilizzare per un periodo di tempo molto lungo.