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INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA MUSICALConceptos básicos de Hardware y Software. La tarjeta de sonido. Drivers. Latencia12/10/2010
Introducción a la informática musical. La tarjeta de sonido Medín Peirón Martín - medinpeiron@hotmail.com
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DISTINCIÓN FUNDAMENTAL
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Medín Peirón Martín - medinpeiron@hotmail.com
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HARDWARE
SOFTWARE
Componentes físicos, materiales, tangibles,del ordenador (dispositivos eléctricos,electrónicos, electromecánicos , mecánicos,cables, cajas o gabinetes, periféricos)
Equipamiento lógico , intangible (como los programas de cómputo, pero también sus datos y su documentación)
HARDWARE
Placa madre
CPU
Microprocesador/es
Periféricos
Entrada (E)
Salida (S)
E/S
Memoria principal (RAM)
DRAM
Memoria ROM Memoria secundaria
Disco duro
Disquetera
CD, DVD
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HARDWARE
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Placa Madre
Soporte con elementos soldados: el chipset permite que elmicroprocesador funcione en la placa base, los slots oranuras de expansión incorporar tarjetas externas
Aloja la mayoría de componentes hardware del ordenador(microprocesador, RAM, tarjeta gráfica, tarjetas deexpansión, periféricos de entrada y salida)
Contiene un gran circuito impreso que comunica (a travésde los buses) los distintos componentes
Tiende a integrar funciones (audio, vídeo, red) antesrealizadas con tarjetas externas
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
HARDWARE
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Periféricos
Estrictamente considerados como “accesorios” o no esenciales, aunque muchos son fundamentales
Unidades o dispositivos que permiten al procesador comunicarsecon el exterior, esto es, incorporar o exteriorizar información
Entrada
Permiten el ingreso de información, de alguna fuenteexterna (local o remota) o por parte del usuario, hacia el
procesador
Teclado, ratón, escáner, cámara web, joystick, lector de CD, lector de DVD, controlador MIDI, micrófono
Salida
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
Pantallas clásicas (no táctiles), impresoras, sintetizadores, módulos, samplers, altavoces
Entrada y salida
Pueden funcionar como dispositivos de entrada y de salida
Pantalla táctil, dispositivos de almacenamiento masivo, tarjetas de red, módems, secuenciador MIDI, tarjeta de
sonido
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
HARDWARE
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MemoriaROM
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 gestióndel 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
HARDWARE
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Memoriasecundaria
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
SOFTWARE
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Programario
Sistema Desarrollo Aplicación
SOFTWARE
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Sistema
Bios Sistema Operativo
DOS Windows Mac OS BeOS Linux
Android
Programario
Sistema Desarrollo Aplicación
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Síntesis y control musical
Códigotexto
C-Sound Supercollider
Objetosgráficos
MAX/MSP PD ReaktorAudioMulch
Programario
Sistema Desarrollo Aplicación
sr = 44100
kr = 4410
ksmps = 10
nchnls =2
aseñal 1000, 440, 1
out aseñal
SOFTWARE
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Aplicaciones
musicales
Stand-alone(autónoma)
SecuenciadoresMIDI
Cubase,
Logic
Notación de partituras
Finale, Sibelius
Edición lineal y destructiva
de audio
SoundForge
Edición no lineal y no destructiva de
audio (DAW o multipistas)
Nuendo
Pro-toolsDigital Performer
Instrumentosvirtuales
Samplers, sintetizadores, cajas de ritmo
Procesadodigital
Plug-in (se “enchufa” a una aplicación huésped a la
que complementa)
Instrumentosvirtuales
Procesadodigital
Programario
Sistema Desarrollo Aplicación
SOFTWARE
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Aplicaciones
musicales
Stand-alone(autónomas)
SecuenciadoresMIDI
Cubase,
Logic
Edición no lineal y no destructiva de
audio (DAW o multipistas)
Nuendo
Pro-toolsDigital Performer
Instrumentosvirtuales
Samplers, sintetizadores, cajas de ritmo
Procesadodigital
Plug-ins (se “enchufan” a una aplicación huésped a
la que complementan)
Instrumentosvirtuales
Procesadodigital
Programario
Sistema Desarrollo Aplicación
LA TARJETA DE SONIDO
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LA TARJETA DE SONIDO
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microprocesador integrado (descarga CPU), primero
gestión sólo de datos MIDI
Transmisor-Receptor Asíncrono Universal:
adapta datos MIDI a los del microcontrolador
microcontrolador incorpora capacidad de procesar digital mente la señal
(efectos digitales)
Memoria ROM para almacenar muestras
reproducibles por la tarjeta , que se convierte en sampler
Conversordigital->analógico
ConversorAnalógico->digital
Componentes
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 almacenadoComponentes
La tarjeta funciona como sampler
La tarjeta funciona como sintetizador
Controla el flujo de señales que entran a la tarjeta y
salen de la misma
Salida digital, convertible a analógica (frecuentemente
para subwoofer)
Comunica CPU y tarjeta
LA TARJETA DE SONIDO
Color Función
Rosa Entrada analógica para micrófono
Azul Entrada analógica "Line-In"
VerdeSalida analógica para la señal estéreo principal (altavoces frontales).
Negro Salida analógica para altavoces traseros.
Plateado Salida analógica para altavoces laterales.
NaranjaSalida Digital SPDIF que algunas veces es utilizado como salida analógica para altavoces centrales
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Conectores
LA TARJETA DE SONIDO
CARACTERÍSTICAS AUDIO
• Frecuencia de muestreo (44 Khz, 48 Khz, 96 Khz, 192Khz)
• Resolución dinámica (16 o 24 bits)
• Algoritmo chip sintetizador: mejor síntesis tabla deondas que FM
• DSP libera la CPU y determina calidad y número deefectos digitales
• Memoria : tiende a emplearse RAM de sistema,aunque también hay X-Ram de tarjeta (64 Mb)
• Full duplex: capaz de grabar y reproducirsimultáneamente audio digital
• Half-duplex sólo puede realizar una de las dosoperaciones en cada momento.
• Número entradas: determina la cantidad de canalespor los que podemos grabar señales distintassimultáneas
• Número de salidas: determina el número de canales dereproducción independientes (2 para estéreo, 3 para2.1, 6 para 5.1, 9 para 8.1 etc…)
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CARACTERÍSTICAS MIDI
• Multitímbrica: número de instrumentos MIDI (ovoces) distintos que pueden ser reproducidos a lavez (64-320 )
• Polifonia: cantidad de notas MIDI diferentes quepueden tocarse a la vez
TARJETA DE SONIDO
Tipos según origen
Driver genérico: del sistema operativo, no aseguran mínima latencia ni rendimiento óptimo
Drivers del fabricante: tendránmenos 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
Se libera a los desarrolladores del sistema operativo de preocuparsepor todos los componentes que se
incorporaran al ordenador
Como el driver maneja directamenteel flujo de audio, y no el sistema operativo, se reduce la latencia
Pueden coexistir distintos driversaccesibles de forma independiente,
lo cual puede servir para duplicar entradas y salidas de la tarjeta
Driver multicliente: permite mezclaren tiempo real flujos de audio
provinientes de programas distintos
Inconvenientes
No son universales, funcionan con determinados sistemas operativos y
determinadas tarjetas
P.e. drivers GSIF, necesarios para el sampler Gigastudio, no son
soportados por SoundBlaster y “vuelven loco” al Windows
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Controlador=driver Programa intermediario entre el sistema operativo y, en este caso, la tarjeta de sonido
EJERCICIOS
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Comprueba el procesadory la RAM de tu PC
Comprueba las característicasde tu tarjeta de sonido
EJERCICIOS
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Comprueba las salidas de tu tarjeta de sonido
Comprueba las entradas de tu tarjeta de sonido
Lecturas recomendadas
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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