CSIRAC


Occupandomi di storia della computer music come potevo non dedicare un articolo anche a questo argomento, per molti lettori tutt’altro che nuovo ma sicuramente importante per definire un quadro completo di quanto accadde a cavallo degli anni Cinquanta.

Negli ultimi mesi del 2014 ho lavorato per rimettere assieme i fatti di alcune pionieristiche esperienze di musica informatica che si svolsero negli Stati Uniti, più o meno negli stessi anni del CSIRAC. Da questo punto di vista l’esperimento australiano completa quel percorso che ad Ottobre 2014 ho presentato al Conservatorio di Santa Cecilia di Roma in occasione del XX Colloquio di Informatica Musicale.

Visto che nelle prossime settimane vorrei riportare qui su musicainformatica le storie presentate nell’articolo di Ottobre, adesso voglio dedicarmi soltanto all’esperimento del CSIRAC (si pronuncia sigh-rack).

CSIR Mk1 o CSIRAC? – Direi che un buon punto di inizio per il racconto di questi fatti sia quello di presentare il protagonista indiscusso di questa storia – il computer – che da buon protagonista non si fa mancare un nome, anzi ne porta due.

Comunemente la ricerca australiana è ricordata per essere stata svolta con un CSIRAC, tant’è che anche il libro di Paul Doornbusch (compositore ed esperto di informatica che per primo ha raccontato questa storia) si intitola The Music of Csirac. Tuttavia, il CSIRAC, la cui storia si snoda in due fasi tra Sidney e Melbourne, inizialmente era denominato CSIR Mk1 (la sigla CSIR stava per Council for Scientific and Industrial Research, comunemente ci si riferiva alla macchina semplicemente come Mk1), il primo computer digitale della storia australiana e il quinto nel mondo. La denominazione fu modificata in CSIRAC (Council for Scientific and Industrial Research Automatic Computer) dopo il trasferimento da Sidney a Melbourne.

Ai fini musicali è così importante stabilire l’effettiva questione del nome? Per  nulla, però mi sembrava necessario specificarlo.

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La copertina del manuale che illustra la struttura e le caratteristiche tecniche dell’Mk1.

 

Il CSIR Mk1 fu progettato e costruito a Sidney nel 1949 da Trevor Pearcey e Maston Beard, su iniziativa del Comitato per la Ricerca Scientifica e Industriale. Si trattava di un computer mainframe di notevoli dimensioni, con una potenza di calcolo assolutamente irrisoria se paragonata con i computer attuali. Basta pensare che il primo software del CSIR MK1, progettato da Geoff Hill nel Novembre dello stesso anno, lo trasformava in una semplice ma ingombrante calcolatrice capace di moltiplicare 2 numeri alla volta.

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Il CSIR Mk1 con i pannelli aperti. Con buona probabilità nella foto è Geoff Hill, nel 1952. Via www.csse.unimelb.edu.au

 

Il computer australiano era un calcolatore seriale, molto lento, capace di trasmettere 1 bit alla volta: tanto per intenderci, le macchine di oggi sono in grado di trasmetterne 32 o 64 in parallelo, cioè nello stesso momento. Il trasferimento dei dati avveniva tra una fonte d’origine e una destinazione, la quale poteva consistere in un’allocazione di memoria o, come nel caso dell’esperimento musicale, in un altoparlante.

Audio – La caratteristica tecnica più interessante, dato l’argomento di questo sito, era la presenza di un altoparlante. Che il CSIR MK1 fosse equipaggiato con un dispositivo di questo genere non era una gran notizia, visto che tra i pochi computer in circolazione in quegli anni si trattava di una cosa piuttosto comune. Solitamente queste macchine erano equipaggiate con un piccolo circuito programmabile – o no .- che consentiva la generazione di suoni molto grezzi.

Qual’era la funzione di questo piccolo sistema audio? Per lo più avvisare l’utente dello svolgimento di determinate azioni: ad esempio la presenza di errori nel codice di programmazione o il completamento di una routine, la cui segnalazione avveniva attraverso la generazione di un segnale sonoro. Per tornare ad un confronto con quanto accade ancora oggi, credo sia corretto dire che quei segnali fossero il corrispettivo dei bip emessi dal bios all’accensione di un qualunque computer desktop.

Ferranti Mark I – Come ho scritto poc’anzi, il CSIR Mk1 non era l’unica macchina, in quegli anni, ad essere equipaggiata con un diffusore sonoro. Tra gli altri calcolatori abbiamo anche il Manchester Mark I, operativo da Giugno del 1948, e l’EDSAC dell’Università di Cambridge, in funzione dal mese di Maggio del successivo anno. Di questi calcolatori ne parla anche Paul Doornbusch, perchè intorno ad essi ruota la domanda su quale sia stato il primo computer musicale della storia. Per quale motivo le storie di questi due calcolatori inglesi sono così rilevanti? Perchè i primi documenti che descrivono l’altoparlante installato sul CSIR Mk1 sono datati 1950 e siccome Trevor Pearcey, che ne fu il progettista, prima di completare il CSIR Mk1, ebbe modo di visionare i due computer durante un soggiorno in Inghilterra, è probabile che egli si sia ispirato a quelle macchine per l’implementazione di un altoparlante sul CSIR Mk1.

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Una delle prime immagini del computer Mark 1 di Manchester, datata Giugno del 1948.

 

È chiaro che la questione non è incentrata su chi, per primo, abbia accolto un sistema di generazione e diffusione sonora, il punto è capire a chi spetta il primato di aver emesso dei vagiti digitali, dato che nell’arco di poche settimane sono documentate due esperienze diverse.

Benché ci possa essere un filo diretto che in qualche modo lega l’esperienza australiana con quanto si sarebbe realizzato in Inghilterra, vi è anche un’importante differenza che in quel momento gioca a favore del CSIR Mk1. Quest’ultimo, infatti, era equipaggiato con un circuito audio programmabile, il quale consentiva di di generare non solo suoni fissi ma anche delle frequenze variabili, un aspetto imprescindibile per poter eseguire delle vere e proprie melodie piuttosto che semplici suoni continui, a cui si sarebbero limitati il Manchester Mark I e l’EDSAC se qualcuno li avesse utilizzati per scopi musicali.

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Il computer EDSAC dell’Università di Cambridge, in un’immagine scattata a Maggio del 1949.

 

Il primo computer del Regno Unito, ad essere equipaggiato anch’esso con un circuito a frequenza variabile, fu il Ferranti Mark I, una versione commerciale del Manchester Mark I, sul quale – non a caso – ci sarebbe da raccontare una storia interessante quanto quella del CSIRAC. È probabile che a questa storia mi dedicherò nelle prossime settimane, per il momento mi limito a sottolineare che il Ferranti Mark I fu programmato per generare suoni nel Settembre del 1951, con un ritardo di qualche settimana rispetto alla sperimentazione australiana.

Agosto 1951 –  Secondo la ricerca condotta da Paul Doornbusch, diversi dati portano a pensare che il CSIR Mk1 avrebbe emesso i primi suoni già nel 1950, tuttavia la data ufficiale, molto specifica, sembra essere quella del 6/7 Agosto 1951, in occasione della prima conferenza australiana sui computer (Conference of Automatic Computing Machines).

Musica… a Sidney – All’inizio di questo articolo ha scritto che la storia del CSIR Mk1 conobbe due fasi distinte: la prima, come si evince dal titolo di questo paragrafo, è quella di Sidney, tra la fine del 1949 e la metà del 1955. Durante quest’arco di tempo, fu Geoff Hill ad occuparsi della sperimentazione musicale.

Egli si occupò di programmare il computer CSIR Mk1 al fine di fargli eseguire una serie di melodie molto popolari per l’epoca: Colonel Bogey, Bonnie Banks, Girl with Flaxen Hair, Auld Lang Syne, una marcia di Chopin, Thanks for the Memory, l’aria Saul dal Messiah di Handel ed altre variazioni basate su quest’ultima. A questi brani si aggiunge anche Greensleeves, sfortunatamente l’unico, come scrive Paul Doornbusch, di cui non ci si pervenuto alcun documento [Doornbusch, Paul].

Per tutti gli altri è stato possibile approntare un lavoro di di ricostruzione sonora, partendo dai dati della programmazione contenuti nelle schede perforate.

…anecdotal evidence suggests that Colone Bogey was chosen because it was such a popular favourite and Trevor Pearcey was aware of the need to make a positive impression at the public unveiling of the CSIR Mk1 in 1951.

Agendo sulla console del computer, l’operatore poteva selezionare quale melodia eseguire. Ma in che maniera i ricercatori riuscivano a generare dei suoni? La tecnica utilizzata, come ho accennato in precedenza, era piuttosto primitiva: la frequenza dei suoni era definita mediante dei cicli di pulsazioni inviati direttamente agli altoparlanti, e attraverso un lavoro di programmazione era possibile ottenere un’onda dal profilo a dente di sega. Agendo sulle pulsazioni era possibile definire anche il volume, ed ogni operazione era svolta in tempo reale visto che il CSIRAC non era equipaggiato con alcun dispositivo di memorizzazione.

 

L’adozione di una tecnica così poco raffinata era motivata da necessità più che da una vera e propria scelta. In effetti in Australia, in quel momento storico, non era ancora disponibile uno strumento fondamentale quale il convertitore di segnali digitali in analogici. Vale la pena ricordare anche qui che la grande differenza tra gli esperimenti condotti da Max Mathwes ai laboratori Bell con i Music N e quelli realizzati altrove, quindi anche in Australia, risiede proprio nella possibilità di poter usufruire di quella tecnologia.

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Un’immagine che mostra il trasloco del CSIRAC da Sidney a Melbourne. Giugno 1955. Via www.csse.unimelb.edu.au

Musica…  a Melbourne – La permanenza del CSIR Mk1 a Sidney durò fino al mese di Giugno del 1955. A quel punto fu deciso che il super computer australiano avrebbe continuato a prestare il proprio servizio per il Dipartimento di Fisica dell’Università di Melbourne, dove appunto fu traslocato e dove rimase in attività fino al 1964. L’installazione nella nuova residenza valse al CSIR Mk1 anche un cambio di denominazione, assumendo così il ben più noto nome di CSIRAC.

La nuova vita di Melbourne si caratterizza non solo per il cambio di nome, ma anche per una rinnovata spinta al progetto musicale del CSIRAC. Il contributo più importante, accanto a quello di Geoff Hill che continuò ad interessarsi alle sorti musicali del CSIRAC, arrivò da Thomas Cherry, Professore di Matematica. Il primo obbiettivo posto e raggiunto da Cherry fu quello di aumentare il range dinamico dei toni, effettuando alcune modifiche in fase di programmazione.

Uno dei primi brani ascoltato a Melbourne fu Gaudeaums Igitur, programmato con la collaborazione di Geoff Hill ed eseguito in occasione della presentazione pubblica del CSIRAC nel 1956. La sperimentazione di Melbourne si riassume in un paio di test su scale musicali ed i dati della programmazione di due melodie, So early in the Morning e I Cellar Cool. A questi si aggiunge un altro brano, eseguito nel 1958: Lucy Long, un tema con variazioni per fagotto. La scelta di quest’ultimo fu motivata da Cherry dal fatto che a suo giudizio i suoni realizzati con il CSIRAC ricordavano proprio quelli di un fagotto.

Il lavoro svolto a Melbourne da Thomas Cherry non si esaurì nella realizzazione di questi pochi brani musicali ma si arricchì anche della realizzazione del Music Programme, un software musicale che consentiva di interagire con il CSIRAC avvalendosi delle nozioni della comune notazione tradizionale.

E Max Mathews? – Se teniamo conto che il Music Programme fu sviluppato all’incirca nel 1957, cioè nello stesso anno in cui ufficialmente fu sviluppato il Music I di Max Mathews, capiamo che la ricerca australiana rischia di mettere in crisi non soltanto il problema sul primo computer utilizzato per generare suoni ma anche l’idea che il primo software musicale della storia sia stato realizzato effettivamente negli Stati Uniti, ai laboratori Bell.

È chiaro che la questione può essere rilevante soltanto su un piano puramente cronologico, dato che da un punto di vista tecnologico, cioè esaminando le potenzialità del Music Programme con quelle di cui era dotato il Music I, il confronto era insussistente. Max Mathews e lo staff dei laboratori Bell beneficiavano di una disponibilità tecnologica molto più avanzata di quella dei colleghi australiani, i quali soffrivano anche una condizione di pesante isolamento culturale, la cui responsabilità era nella periferica posizione geografica. Del resto non si può negare che la dimostrazione di questo isolamento deriva proprio della storia del CSIRAC, che per lungo tempo è stata per lo più sconosciuta anche ai diretti protagonisti di questa rivoluzione digitale della musica.

Si può sostenere che l’isolamento dell’Australia sia tornato a vantaggio della ricerca di Max Mathews, considerato unanimemente il padre della computer music? No, non è soltanto una questione cronologica. Ciò che distingue il lavoro di Max Mathews, e che gli valse il titolo di pioniere della musica informatica, si può trovare in molteplici motivazioni, tra le quali sono da citare almeno due: la continuità della ricerca, protrattasi ben oltre gli anni Cinquanta ed arrivata fino ai suoi ultimi anni di vita se prendiamo in considerazione anche l’intesa opera di divulgazione, e la qualità dei risultati musicali raggiunti, grazie alla condivisione del proprio lavoro con numerosi compositori professionisti.

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L’immagine mostra il computer CSIRAC dopo il progetto di restauro degli anni Novanta, prima che fosse definitivamente depositato nel Museo di Melbourne dove è stata scatta questa foto.

 

Suonala ancora, CSIRAC! – Anche se i risultati raggiunti in Australia non hanno offuscato il genio di Max Mathews, ciò non toglie che l’indagine storica di Paul Doornbusch sugli esperimenti musicali con il CSIRAC è un lavoro di grande interesse; che ha il merito di aver reso più completo il quadro storico del pionierismo nella musica digitale.

A questo si aggiunge che Doornbusch non si è limitato a rimettere insieme i pezzi di una storia, raccontata nel suo libro The Music of CSIRAC, ma ha pensato perfino di resuscitare le musiche realizzate in quegli anni in Australia, promuovendo un progetto di recupero il cui scopo era di riascoltare le musiche generate con il CSIRAC tra gli anni Cinquanta e Sessanta.

Non avevo ancora specificato che in quegli anni nessuno ebbe l’idea di registrare su un qualche supporto magnetico le musiche composte con il CSIRAC. Quando Doornbusch iniziò ad interessarsi alla storia del CSIRAC, non esisteva alcuna testimonianza musicale degli esperimenti condotti in Australia. Fortunatamente dall’oblio si erano salvate le schede perforate, le quali contenevano i dati della programmazione di tutti i brani che ho citato in questo articolo.

Non era possibile rimettere in sesto il vecchio computer, ma con i documenti a disposizione era ipotizzabile allestire una macchina che emulasse il CSIRAC, al fine di ottenere un risultato che fosse simile il più possibile a quello originario.

Il quotidiano australiano The Age dedica un articolo alle musiche composte con il CSIRAC, 1960.

Il quotidiano australiano The Age dedica un articolo alle musiche composte con il CSIRAC, 1960.

 

Il progetto coinvolse Ron Bowles, John Spencer e Jurij Semkiw, ai quali fu chiesto di realizzare con un personal computer un emulatore del CSIRAC. La programmazione dei brani fu ricavata dalle schede perforate originali. Per la registrazione definitiva delle musiche fu riutilizzato perfino il vecchio sistema di diffusione del CSIRAC, nel frattempo ospitato dal Museo Victoria. La più grande soddisfazione di Paul Doornbusch è stata l’opinione di coloro che ebbero modo di ascoltare le musiche originali, e che considerarono le nuove registrazioni del tutto simili a quelle originali.

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I giornali si interessano all’esperimento musicale del CSIRAC, 1960.

 

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I giornali si interessano all’esperimento musicale del CSIRAC.

 

Nel libro di Paul Doornbusch è compreso anche un CD che contiene tutte le musiche realizzate con il CSIRAC, tuttavia in rete è possibile trovare qualche esempio sufficiente a farsi un’idea di quali risultati fossero stati raggiunti in Australia in quel periodo storico. Per ascoltare Colonel Bogey, il primo brano realizzato con il computer australiano cliccate questo link, mentre a questo link potete ascoltare la seconda versione di In Cellar Cool, quella in cui vengono simulati anche tutti i rumori che normalmente era possibile udire insieme alla parte musicale durante le esecuzioni originali degli anni Cinquanta.

L’avventura del CSIRAC, per quanto innovativa ed interessante, ebbe vita breve come ho già scritto. Negli stessi anni Cinquanta, e già a partire dagli ultimi anno Quaranta, altrove, perlopiù negli Stati Uniti, altre atività sperimentali si registrano intorno a delle possibili applicazioni musicali del computer. Ad esempio potrei citare la storia di Push Button Bertha, o della più nota Illiac Suite, e molte altre di cui scriverò a breve.

 

Bibliografia

Doornbusch, Paul; Computer Sound Synthesis in 1951: The Music of CSIRAC, Computer Music Journal, Vol. 28 [1], 2004, pp. 10 – 25.

Doornbusch, Paul; The Music of Csirac: Australia’s First Computer Music, Common Ground Publishing, 2005.

Web

http://www.csse.unimelb.edu.au/dept/about/csirac/

http://museumvictoria.com.au/csirac/index.aspx

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