Nước Úc và chiếc máy tính chơi nhạc đầu tiên trên thế giới

monospace-csirac-chiec-may-tinh-nghe-nhac-dau-tien-cua-the-gioi.jpg
Khả năng chơi nhạc trên máy tính đã là một cái gì đó quá bình thường hiện nay đến mức ai cũng có thể tiếp cận được. Nào là máy tính xách tay (có thể xem như một phần nào đó portable), hoặc máy tính ở công sở, nhà riêng…đều có khả năng chơi nhạc một cách dễ dàng. Tuy nhiên có thể bạn sẽ không ngờ rằng đã có thời kỳ chơi nhạc trên máy tính được xem như một điều tưởng tượng và viển vông. Chiếc máy tính của Hội Khoa học và Nghiên cứu (CSIR – Council for Scientific and Industrial Research) tại Úc đã làm được điều này, tạo ra bước đột phá trong công nghiệp âm thanh vào năm 1950-1951

Chiếc máy tính đó xuất hiện lần đầu tại Sydney với tên gọi CSIR Mark 1, và sau đó được đổi thành cái tên chuyên nghiệp hơn CSIRAC (viết tắt của CSIR Automatic Computer). CSIRAC có cấu hình khá chậm chạp với tốc độ 1kHz, khoảng 2Kb RAM và 3Kb dung lượng lưu trữ, chiếm diện tích bằng 1 căn phòng trung bình. Máy tính CSIRAC output tín hiệu dưới dạng giấy đục lỗ (punched paper tape), các output này sẽ được dịch lại thành ký tự bằng một máy dịch riêng biệt (còn gọi là hooter). Thiết bị còn được trang bị thêm một bộ loa cho phép người dùng theo dõi tiến trình hoạt động của nó. Nhờ vậy các lập trình viên có thể tích hợp một âm thanh nào đó vào CSIRAC để nó phát ra loa báo hiệu hoàn thành công việc hay báo cáo một tác vụ nào đó khi đang hoạt động.

monospace-csirac-chiec-may-tinh-nghe-nhac-dau-tien-cua-the-gioi-2.jpg

CSIRAC ra đời và hoạt động một cách hoàn hảo, đạt được nhiều thành quả ấn tượng. Nó giúp các nhà khoa học tìm kiếm được vị trí trung tâm của dải ngân hà vào năm 1953, cũng như tính toán xây dựng các công trình kiến trúc nhà cao tầng. Khác với các máy tính hiện nay tính toán chuỗi bit 32 hay 64 song song nhau, CSIRAC chỉ có khả năng truyền tải từng bit một, đúng với thiết kế chuỗi nối tiếp của nó. Bộ nhớ của CSIRAC là các tube thủy ngân cho phép lưu trữ và truyền tải chuỗi bit liên tục với số lượng khoảng 20 tube hoạt động cùng lúc. Tuy nhiên với cấu tạo này, mỗi tube sẽ hoạt động độc lập và đôi khi gây ra độ trễ trong truyền tải tín hiệu, dẫn đến sai sót khi vận hành các ứng dụng đòi hỏi thời gian truyền tải chính xác, nhất là các ứng dụng âm thanh.

Kỹ sư phần mềm và lập trình Geoff Hill là người đầu tiên thử nghiệm truyền tải âm thanh trên CSIRAC, tạo nên bước ngoặt quan trọng trong phương pháp chơi nhạc trên máy tính. Ông nhận thấy CSIRAC tạo ra âm thanh bằng cách gởi các bước rung (pulse) thô từ bus thông tin (data bus) của máy tính đến loa. Các bước rung này được truyền tải đến loa tại những thời điểm ngẫu nhiên, tạo ra các chuỗi âm khác nhau để máy báo cáo tác vụ cho kỹ sư theo dõi. Từ nhận định đó, Geoff Hill tìm cách giám sát và thay đổi thời gian truyền tải của các bước rung thô nói trên theo ý mình, tạo ra chuỗi âm tương tự như một bài nhạc.

monospace-csirac-chiec-may-tinh-nghe-nhac-dau-tien-cua-the-gioi-3.jpg

Nghe thì có vẻ dễ, tuy nhiên do CSIRAC chỉ có tốc độ 1kHz cộng với sự khác biệt thời gian hoạt động của mỗi memory block (tube thủy ngân) làm cho việc canh chỉnh tín hiệu rất khó khăn và mất thời gian. Sau đó không lâu, Geoff Hill đã có thể khiến CSIRAC chơi được những giai điệu đơn giản như “Colonel Bogey” hay “Girl With Flaxen Hair”. Vào buổi Họp báo Công nghệ Máy tính đầu tiên ở Úc ngày 7 tháng 8 năm 1951, công ty CSIRO đã gây được ấn tượng mạnh mẽ với khách tham quan khi cho CSIRAC “trình diễn” màn chào hỏi độc đáo bằng âm nhạc.

Sau nhiều thăng trầm trong phát triển công nghệ cũng như sự chuyển hướng của công ty CSIRO, chiếc máy tính CSIRAC dần chìm vào quên lãng, nhất là từ sự ra đời của máy tính Ferranti Mark 1 tại Manchester, Anh. Chiếc máy tính này cũng sở hữu khả năng chơi nhạc tuy nhiên quan trọng hơn là những giai điệu của nó được thu lại để làm “bằng chứng”, không như CSIRAC không được lưu trữ lại giai điệu nào cả.

monospace-csirac-chiec-may-tinh-nghe-nhac-dau-tien-cua-the-gioi-4.jpg

Năm 1956, CSIRAC được chuyển đến trường đại học Melbourne. Giáo sư toán học Tom Cherry lập trình một phần mềm cho phép viết mã code “score” hay “pianola” cho máy mà không cần phải thông qua thiết bị phiên dịch hooter. Năm 1957 chuyên viên nghiên cứu âm thanh Max Mathews phát triển một phần mềm dựa trên công nghệ của CSIRAC cho phép máy tính IBM 704 chơi một giai điệu dài 17 giây, tạo nên kỷ lục mới.

Công nghệ ngày càng phát triển tạo ra các thiết bị kỹ thuật số hiện đại mà chúng ta đang sử dụng ngày nay. Có thể nói nếu như không có sự ra đời của CSIRAC cũng như những nghiên cứu của các kỹ sư phần mềm thời đó, công nghệ âm thanh máy tính sẽ mãi mãi là một cái gì đó “tưởng tượng và viển vông” như đã đề cập trong một phần của bài viết này.

Nguồn: monospace.vn