澳大利亚CSIRAC计算机首次实现电脑播放音乐

我们如今通过电脑播放音乐习以为常——电脑就在我们的口袋里、家中和办公室里，音乐随手可得。但在电脑上播放音乐，曾经是一个几乎无法想象的跨越，也是最棘手的编程挑战。

世界上第四台数字计算机由澳大利亚科学与工业研究理事会（CSIR，即CSIRO的前身）设计并建造。它始于1947年的一个梦想，1949年运行了第一个测试程序，并在1950年或1951年奏响了音乐。它最初被称为CSIR Mark 1——后来更名为CSIRAC（CSIR自动计算机）——在悉尼的CSIR无线电物理分部建造。

以今天的标准来看，CSIRAC是一台非常原始的计算机。它运行非常缓慢（每秒1,000个周期）；内存很小（约2KB的RAM和3KB的磁盘内存）；它占满了一个房间；而且它没有现代计算机那样的显示器。

照片：在墨尔本博物馆展出之前的CSIRAC

CSIRAC的大部分输出通过打孔纸带完成，之后再在另一台机器上转换为文本。唯一为人熟悉的输出设备是一个扬声器（称为“hooter”），它被用来跟踪程序的进度。程序员会在程序末尾放置一个声音，以便知道程序已经结束（这被称为“blurt”），或者他们会在程序中编入进度指示的blurt。

尽管原始，CSIRAC却完成了开创性的工作，包括1953年运行计算以找到银河系中心，以及为我们第一座摩天大楼的工程提供计算。

在墨尔本博物馆展出之前，CSIRAC是一台串行计算机，它一次传递一个数字位，不像现代计算机那样并行传递32或64位。

CSIRAC的内存是水银声学延迟线。这意味着一个脉冲会被送入内存管，它会传播到管的另一端，然后被回收送回前端。通过这种方式，许多位和数字字可以存储在一管水银中。任何时候大约有20个内存管在工作。

使用水银声学延迟时间内存的一个后果是，每次内存访问所需的时间不同。这对任何时间关键型应用（例如实时播放音乐）都会造成问题。

第一位软件工程师或程序员是数学家Geoff Hill，他可以说是澳大利亚计算领域一位未被歌颂的英雄。Hill来自一个非常有音乐素养的家庭；他的母亲是一位音乐教师，他的姐姐是一位表演者，而他拥有绝对音感。这一点至关重要，因为CSIRAC发声的方式是将计算机数据总线的原始脉冲发送到扬声器。

如果随意编程，这些脉冲会在相当随机的时间到达扬声器，产生程序员用来指示程序执行点的blurt类型声音。Hill很快意识到，如果他能让脉冲以规律的时间到达，那么他就能得到稳定的音高。然后，也许他可以编写音阶的音符。

这是一项极其困难的任务，因为每次内存访问所需的时间不同，而且整体时钟频率只有每秒1,000个周期。但Hill做到了这一点，他的音乐知识非常宝贵，尽管至少有一次他深夜打电话给他的母亲，问她某些音符是否在调上，同时把电话听筒放在计算机扬声器旁。她第一次的反应是责骂Hill，说他在用梳子和一张纸胡闹，深夜打扰她，而他的晚餐还在烤箱里！她不明白发生了什么。