Clics, bobines et bit 13 : comment les haut-parleurs de diagnostic ont donné naissance à la musique informatique

Avant le mois d'août 1949, le technicien Jack Silver passait de longues heures dans une usine de Philadelphie à surveiller les voyants lumineux de l'ordinateur BINAC pour la société Eckert-Mauchly Computer Corporation. Pour rompre la monotonie des tests, Jack Silver alluma une radio portable et remarqua que son haut-parleur émettait des parasites chaque fois que les tubes à vide du BINAC changeaient d'état. Dès que la machine s'arrêtait, les parasites disparaissaient. Comprenant que ces émissions électromagnétiques fournissaient un signal sonore immédiat sur l'état du système, les ingénieurs connectèrent rapidement un haut-parleur directement aux circuits de l'ordinateur.

Écouter la machine

À la fin des années 1940, la naissance de l'informatique électronique a donné jour à des systèmes dépourvus de pièces mobiles, faisant disparaître le cliquètement mécanique des relais qui signalait la progression des calculs sur les machines plus anciennes. Pourtant, le matériel demeurait fragile. Dès 1950 au MIT, l'opérateur Joe Thompson se fie aux sons ambiants générés par l'ordinateur Whirlwind pour repérer les tubes à vide défaillants. De son côté, la pionnière du logiciel Margaret Hamilton se souviendra plus tard que les opérateurs l'appelaient parfois à quatre heures du matin lorsque le prototype d'ordinateur central XD-1 cessait d'émettre un son semblable au ruissellement de la mer. En 1949, les concepteurs d'ordinateurs centraux aux États-Unis comme au Royaume-Uni prirent l'habitude d'installer des haut-parleurs de diagnostic pour diffuser des alarmes d'erreur et surveiller le déroulement des boucles d'exécution.

De l'interférence à la mélodie

Le raccordement de haut-parleurs au matériel numérique a révélé une capacité inattendue. Les opérations informatiques produisant des motifs électroniques répétitifs, les programmeurs ont réalisé qu'ils pouvaient contrôler les fréquences audio en écrivant des boucles d'instructions spécifiques. En août 1949, lors d'une fête célébrant l'achèvement du BINAC, la programmeuse Betty Holberton chargea une séquence de code personnalisée dans la machine. Au lieu des clics de diagnostic habituels, le haut-parleur joua l'air de « For He’s A Jolly Good Fellow », marquant l'un des premiers exemples documentés de musique générée par logiciel.

Expérimentations fréquentielles transatlantiques

Cette pratique consistant à transformer un matériel de diagnostic en instrument de musique s'est rapidement répandue dans les centres de calcul. À l'université de Manchester, le mathématicien Alan Turing intégra des instructions sonores destinées au haut-parleur dans son manuel de programmation de 1950 pour l'ordinateur Manchester Mark I. En s'appuyant sur ces notes en 1951, le programmeur Christopher Strachey conçut un programme permettant à l'ordinateur central Ferranti Mark I d'interpréter « God Save the King », une performance conservée dans un enregistrement de la BBC. La même année en Australie, les opérateurs du mainframe CSIRAC organisèrent des démonstrations publiques de musique informatique, diffusant des morceaux tels que « The Colonel Bogey March ».

Bascule du bit 13 sur Whirlwind

Le mécanisme technique sous-jacent à ces premières mélodies reposait sur une manipulation matérielle simple. Le gigantesque ordinateur central Whirlwind du MIT contenait plus de 10 000 tubes à vide et consommait plus de 100 kilowatts d'électricité. Pour générer du son, les programmeurs de Whirlwind ciblaient le bit 13 de l'accumulateur logique de 16 bits de la machine. Le haut-parleur relié émettait un léger clic à chaque fois que le bit 13 basculait entre zéro et un. En exécutant des boucles d'instructions sans effet (« no-operation ») suivies d'ordres d'addition pour faire basculer le bit à des intervalles précis, les ingénieurs créaient des fréquences d'ondes carrées. Le 16 décembre 1951, lors d'une émission en direct de CBS News intitulée See It Now et animée par Edward R. Murrow, le responsable du projet Jay Forrester fit une démonstration du Whirlwind en lui faisant jouer « Jingle Bells » à la télévision nationale.

Des projets modernes d'émulation menés au Computer History Museum ont finalement permis de reconstituer le signal sonore à ondes carrées du Whirlwind directement à partir de bandes perforées des années 1950. En reconstruisant les séquences d'instructions qui faisaient basculer le bit 13, les chercheurs ont démontré que la musique numérique n'est pas née d'une démarche artistique, mais d'une adaptation ingénieuse des outils de maintenance matérielle des débuts de l'informatique.

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Source: Jingle Bits: Auditory Maintenance, Whirlwind Holiday Songs & the Dawn of Computer Music