Подпишитесь на оповещения
от Газеты.Ru
Дополнительно подписаться
на сообщения раздела СПОРТ
Отклонить
Подписаться
Получать сообщения
раздела Спорт

Первая музыка первых ЭВМ

Ученые услышали, как звучала первая компьютерная мелодия

Вячеслав Авдеев 26.09.2016, 19:41
Кадр из фильма «Игра в имитацию» (2014) Black Bear Pictures
Кадр из фильма «Игра в имитацию» (2014)

Первую в мире мелодию, сыгранную компьютером, сумели воспроизвести двое новозеландских ученых. Как создавалась и звучала первая электронная композиция, рассказывает и проигрывает «Газета.Ru».

Долгое время считалось, что первая сыгранная компьютером мелодия была записана в 1957 году в исследовательском центре Bell Laboratories в США. Однако это не так.

Ученые из Новой Зеландии восстановили первую компьютерную музыку, сыгранную в 1951 году еще компьютером Алана Тьюринга.

Алан Тьюринг — известный математик и криптограф, чьи работы оказали значительное влияние на развитие информатики. Во время Второй мировой войны он возглавил научную группу, занимавшуюся взломом шифров и кодов военно-морских сил стран оси. Особую известность математику принесла его работа по дешифровке кодов немецкой шифровальной машины «Энигма».

Изначально семейство электромеханических роторных машин «Энигма» использовалось для шифрования банковских операций и в коммерческих целях. Также различные версии шифровальной машины использовались в военных и государственных службах многих стран мира. В 1938 году появляется обновленная версия «Энигмы», предназначавшаяся для немецкой армии. Машина представляла собой комбинацию механических и электрических подсистем. «Энигма» была разработана таким образом, чтобы безопасность сохранялась даже в тех случаях, когда шпиону было известно внутреннее строение ее кодирующих элементов.

С неизвестной схемой общее количество возможных конфигураций могло быть просто огромным. Это было число со 114 нулями. Пользователи «Энигмы» были уверены в ее безопасности из-за большого количества возможных вариантов. Нереальным казалось даже начать подбирать возможную конфигурацию. На дешифровку сообщений, закодированных «Энигмой», были направлены значительные силы английской военной разведки.

Для этих целей Тьюринг разработал электромеханическую машину, которая должна была взломать код «Энигмы». Машина получила название Bombe. Факт дешифровки англичанам удалось сохранить в тайне от немцев, поэтому войска стран оси продолжали передавать закодированные сообщения, не подозревая, что враг с легкостью читает их. В июле 1942 года Тьюринг принял участие в расшифровке еще более сложного кода «Лоренц», который использовался для передачи сообщений высшего командования. Тьюринг предложил построить дешифратор на основе электронных ламп и привел в команду опытного инженера-электронщика Томми Флауэрса. В результате совместных усилий математиков и инженеров была разработана одна из первых в мире ЭВМ — «Колосс».

В 1944 году «Лоренц» был успешно взломан.

С 1948 года Алан Тьюринг работал в вычислительной лаборатории Макса Ньюмана в Университете Манчестера, где ассистировал при создании манчестерского компьютера «Марк I». Это был один из первых полностью электронных компьютеров с хранимой в оперативной памяти программой. Машина была около 17 м длиной, содержала 75 тыс. электронных ламп и 3 тыс. механических реле. Компьютер производил вычисления с точностью до 23 значащих цифр и при этом выполнял операцию сложения за 3 секунды, а деления — за 12 секунд.

Первая компьютерная музыка была сыграна именно на этой машине.

Дело в том, что во время некоторых операций «Марк I» издавал звуки. Сам Тьюринг называл команду звукового вывода hooter (от слова hoot — долгий гудок). Это был короткий звук, нечто среднее между щелчком и глухим ударом. Частое повторение команды hoot сливалось для человеческого восприятия в непрерывный звук, близкий по тональности к звучанию ноты «до» третьей октавы. Затем был найден способ проигрывать на «Марк I» и другие ноты. Для этого команду hoot нужно было выводить особым образом, используя паузы разной длительности между щелчками. Меняя последовательность и длительность пауз, можно было получить на выходе достаточно широкий диапазон звуков. Однако сама музыка не очень интересовала Алана Тьюринга. Он хотел, чтобы новая версия компьютера «Марк» могла выдавать системную информацию посредством проигрывания разных звуков. Это бы серьезно облегчило работу программистов и операторов.

В 1951 году молодой школьный учитель по имени Кристофер Стрейчи раздобыл копию справочника Тьюринга для компьютера «Марк II». Ему удалось всего за одну ночь запрограммировать компьютер Тьюринга для проигрывания нескольких известных композиций.

На то время это был самый длинный программный код для ЭВМ.

blogs.bl.uk

По воспоминаниям Стрейчи, Алан Тьюринг был, как всегда, немногословен. После прослушивания компьютерной музыки он всего лишь произнес: «Хорошее представление». Однако спустя несколько недель Кристофер Стрейчи получил приглашение на работу в компьютерную лабораторию Тьюринга. Звук, воспроизведенный компьютером, был записан на 12-дюймовый односторонний ацетатный диск. И на долгое время о нем просто забыли, пока недавно двое новозеландских ученых — Джек Копланд и Джейсон Лонг из Университета Кентербери — не обратили на него внимание.

Первая в мире запись компьютерной музыки оказалась сильно повреждена. Также сказывалось неравномерное вращение грампластинки во время записи. Авторам исследования пришлось проделать почти детективную работу, чтобы точно установить тональность всех звучащих звуков на пластинке. Тем более что некоторые ноты «Марк II» не мог воспроизводить ввиду аппаратных ограничений. Далее авторы очистили запись от многочисленных шумов. Результатом работы стала полностью восстановленная двухминутная запись, на который слышны три композиции.

Это британский гимн «Боже, храни Королеву!», детская песенка «Baa, Baa, Black Sheep» и популярная композиция Гленна Миллера «In the Mood». Также на записи хорошо слышны голоса людей, присутствующих в лаборатории. Компьютер «Марк II», как и многие другие машины Манчестерского проекта, был разобран в конце 50-х годов.

Математик Алан Тьюринг в 1954 году был найден в своей квартире мертвым. Вскрытие показало, что причиной смерти было отравление цианидом. На прикроватной тумбе было обнаружено надкушенное яблоко. Считается, что именно оно содержало яд. Расследование установило, что математик покончил жизнь самоубийством.