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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
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DISTINCIÓN FUNDAMENTAL
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Programario
Sistema
Desarrollo
Aplicación
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SOFTWARE
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Programario
Sistema
Desarrollo
Aplicación
Sistema
Bios
DOS
Windows
Sistema
Operativo
Mac OS
BeOS
Linux
Android
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SOFTWARE
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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
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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
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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
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LA TARJETA DE SONIDO
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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
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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
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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
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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
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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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EJERCICIOS
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Comprueba el procesador
y la RAM de tu PC
Comprueba las características
de tu tarjeta de sonido
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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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