モバイルコンピューティング

モバイル コンピューティングとは、通常の使用中にコンピュータが移動され、音声やビデオの送信を含むデータの送信が可能になることが想定される、人間とコンピュータの相互作用です。モバイル コンピューティングには、モバイル通信、モバイル ハードウェア、モバイル ソフトウェアが含まれます。通信の問題には、アドホック ネットワークとインフラストラクチャ ネットワークのほか、通信プロパティ、プロトコル、データ形式、具体的なテクノロジが含まれます。ハードウェアには、モバイル デバイスまたはデバイス コンポーネントが含まれます。モバイル ソフトウェアは、モバイル アプリケーションの特性と要件を扱います。

• 移植性: モバイル コンピューティング システム内に接続されたデバイス/ノードは、モビリティを容易にする必要があります。これらのデバイスは、デバイス機能や電源供給が制限される場合がありますが、移動可能な環境で動作するために十分な処理能力と物理的な移植性を備えている必要があります。
• 接続性: これは、ネットワーク接続のサービス品質(QoS) を定義します。モバイル コンピューティング システムでは、接続されたノードの移動性に影響を受けることなく、遅延やダウンタイムを最小限に抑えて、ネットワークの可用性を高いレベルで維持することが求められます。
• インタラクティブ性: モバイル コンピューティング システムに属するノードは相互に接続され、アクティブなデータ トランザクションを通じて通信および連携を行います。
• 個別性: モバイル ネットワークに接続されたポータブル デバイスまたはモバイル ノードは、多くの場合、個人を表します。モバイル コンピューティング システムは、個々のニーズに対応し、各ノードのコンテキスト情報を取得するためのテクノロジを採用できる必要があります。

モバイル コンピューティング デバイスの最も一般的な形式は次のとおりです。

• ポータブル コンピューターは、フル文字セット キーボードを備えたコンパクトで軽量なユニットで、主にラップトップ/デスクトップ、スマートフォン/タブレットなどのパラメーター化可能なソフトウェアのホストとして使用されます。

• 複数のアプリケーションを実行できるスマート カードですが、通常は支払い、旅行、セキュリティ保護されたエリアへのアクセスに使用されます。

• 携帯電話は、セルラーネットワーク技術を通じて遠くから電話をかけることができる電話機器です。

• ウェアラブル コンピュータは、主に機能キーに限定されており、ブレスレット、キーレス インプラントなどのソフトウェア エージェントを組み込むことを主な目的としています。

これらのクラスは存続し、互いに補完し合うことが期待されており、いずれかが完全に別のクラスに置き換わることはありません。

1990 年代以降、次のような他の種類のモバイル コンピュータが導入されました。

• ポータブルコンピュータ
• パーソナルデジタルアシスタント、エンタープライズデジタルアシスタント
• ウルトラモバイルPC
• ラップトップ
• タブレットコンピュータ
• ウェアラブルコンピュータ
• 電子書籍リーダー
• カーコンピューター
• ハンドヘルドPC

• 拡張性、交換性、モジュール性: 一般的な従来のマザーボードベースの PCとは対照的に、これらが組み込まれているSoCアーキテクチャでは、これらの機能は実現できません。
• BIOSの欠如: ほとんどのスマート デバイスには適切なBIOSがないため、 PC BIOS モデルとは対照的に、付属の単一のオペレーティング システムからしか起動できないため、ブートローディング機能が制限されます。
• 範囲と帯域幅: モバイル インターネット アクセスは、 GPRSやEDGEなどの技術、最近ではHSDPA、HSUPA、3Gおよび4Gネットワーク、提案されている5Gネットワークを使用した場合、一般的に直接ケーブル接続よりも低速になります。これらのネットワークは通常、商用の携帯電話タワーの範囲内で利用できます。高速ネットワーク ワイヤレス LAN は安価ですが、範囲が非常に限られています。
• セキュリティ標準: モバイルで作業する場合、パブリック ネットワークに依存するため、VPNを慎重に使用する必要があります。フリートのモバイル コンピューティング標準に関しては、セキュリティが大きな懸念事項です。回線を介して相互接続された膨大な数のネットワークを通じて、VPN を簡単に攻撃できます。
• 電力消費: 電源コンセントやポータブル発電機が利用できない場合、モバイル コンピューターは完全にバッテリー電源に頼る必要があります。多くのモバイル デバイスはサイズがコンパクトなため、必要なバッテリー寿命を得るためには、通常では考えられないほど高価なバッテリーを使用する必要があります。
• 送信干渉: 天候、地形、および最も近い信号ポイントからの範囲はすべて、信号受信に干渉する可能性があります。トンネル、一部の建物、および田舎では、受信状態が悪くなることがよくあります。
• 潜在的な健康被害：運転中に携帯端末を使用する人は、運転に集中できなくなることが多く、交通事故に巻き込まれる可能性が高くなると考えられています。^[1]（これは明らかなことのように思えますが、運転中の携帯端末の使用を禁止すると事故が減るかどうかについてはかなりの議論があります。^{[2] [3]}）携帯電話は敏感な医療機器に干渉する可能性があります。携帯電話の放射線と健康に関する疑問が提起されています。
• デバイスとのヒューマン インターフェイス: 画面やキーボードは小さい傾向があり、使いにくい場合があります。音声認識や手書き認識などの代替入力方法にはトレーニングが必要です。

多くの民間および政府の現場部隊は、車両群に頑丈なポータブル コンピュータを導入しています。この場合、ドライバーの安全、デバイスのセキュリティ、および人間工学の観点から、ユニットを車両に固定する必要があります。頑丈なコンピュータは、大型のサービス車両やオフロード走行に伴う激しい振動や、救急医療サービス、消防、公衆安全などの専門分野での継続的な使用に伴う厳しい環境条件に耐えられるように設計されています。

車両の機能に影響を与えるその他の要素:

• 動作温度: 車内の温度は、-30～60 °C (-22～140 °F) の範囲で変動することがよくあります。コンピューターは通常、動作中にこれらの温度に耐える必要があります。一般的なファンベースの冷却では、周囲温度が 35～38 °C (95～100 °F) に制限されており、氷点下の気温では、コンポーネントを動作温度まで上げるために局所的なヒーターが必要になります (SRI グループとパナソニック R&D による独自の調査に基づく)。
• 振動はコンピューターのコンポーネント、特にHDDなどの回転式ストレージの寿命を縮める可能性があります。
• 明るい日光の下では、標準画面の視認性が問題になります。
• タッチスクリーンのユーザーは、手袋を外すことなく現場でユニットを簡単に操作できます。
• 高温バッテリー設定: リチウムイオンバッテリーは、充電時の高温条件に敏感です。モバイル環境向けに設計されたコンピューターは、充電を容量の 85% 以下に制限する高温充電機能を備えて設計されている必要があります。
• 外部アンテナ接続は車両の一般的な金属製キャビンを通過するため、無線受信がブロックされ、より高性能な外部通信およびナビゲーション機器を利用できなくなります。

モバイルセキュリティは、モバイルコンピューティングにおいてますます重要になっています。特に懸念されるのは、スマートフォンに保存されている個人情報のセキュリティです。モバイルアプリケーションは、ユーザーの許可なしに、多くの場合はユーザーの同意なしに、これらのデバイスからユーザーデータをリモートサーバーにコピーする可能性があります。^[4]スマートフォンユーザー用にクラウドで自動的に作成されるユーザープロファイルは、デバイスのユーザー設定に関係なく、位置追跡^[5]や個人データの収集^[6]など、すべての主要プラットフォームでプライバシーの懸念を引き起こします。^[7]

ますます多くのユーザーや企業が、仕事や私生活の計画や管理の手段としてスマートフォンを使用しています。企業内では、これらのテクノロジーが情報システムの組織に大きな変化をもたらしており、新たなリスクの源となっています。実際、スマートフォンはますます多くの機密情報を収集、編集しており、ユーザーのプライバシーと企業の 知的財産を保護するために、これらの情報へのアクセスを制御する必要があります。

すべてのスマートフォンは攻撃の好まれるターゲットです。これらの攻撃は、WiFi ネットワークやGSMなどの無線通信手段から生じるスマートフォン関連の弱点を悪用します。また、Web ブラウザーとオペレーティング システムの両方のソフトウェアの脆弱性を悪用する攻撃もあります。最後に、一般ユーザーの弱い知識につけ込む悪意のあるソフトウェアの形態があります。

スマートフォンには、ソフトウェアのさまざまなレイヤーのセキュリティからエンドユーザーへの情報の配信まで、さまざまなセキュリティ対策が開発され、適用されています。設計から使用まで、オペレーティングシステム、ソフトウェアレイヤー、ダウンロード可能なアプリの開発を通じて、すべてのレベルで遵守すべき優れたプラクティスがあります。

ポータブル コンピューティング デバイスには、ポータブル コンピュータ、 PDA、ウルトラ モバイル PC (UMPC)、タブレット、スマートフォンなど、 バッテリーで動作できるものの、通常はラップトップとして分類されないカテゴリがいくつかあります。

• ポータブル コンピュータは、場所から場所へ簡単に移動できる汎用コンピュータですが、移動中は使用できません。これは通常、何らかの「セットアップ」と AC 電源が必要になるためです。最も有名な例はOsborne 1です。ポータブル コンピュータは、「トランスポータブル」または「ラガブル」PC とも呼ばれます。
• パーソナルデジタル アシスタント(PDA) は、通常はポケット サイズの小型コンピュータで、機能が制限されています。デスクトップ コンピュータを補完し、デスクトップ コンピュータと同期して、連絡先、アドレス帳、メモ、電子メールなどの機能にアクセスできるようにします。

  

• ウルトラモバイル PC は、汎用オペレーティング システムを実行するフル機能の PDA サイズのコンピュータです。
• 電話、タブレット: スレート タブレットは紙のノートのような形をしています。スマートフォンはタブレットと同じデバイスですが、スマートフォンとの唯一の違いは、はるかに小さくポケットに収まることです。これらのデバイスには、物理​​キーボードの代わりに、仮想キーボードを組み合わせたタッチスクリーンが搭載されていますが、ワイヤレスBluetoothまたは USB経由で物理キーボードに接続することもできます。これらのデバイスには、携帯性のため、内蔵カメラなど、他のコンピューター システムでは組み込むことができない機能が含まれています。ただし、一部のラップトップにはカメラが統合されており、デスクトップとラップトップはUSB 経由でウェブカメラに接続できます。
• カーコンピュータは自動車に搭載され、ワイヤレスコンピュータ、サウンドシステム、GPS、DVDプレーヤーとして機能します。また、ワードプロセッサソフトウェアも搭載されており、Bluetoothと互換性があります。^[8]
• ペントップ（製造中止）はペンと同じ大きさと形状のコンピュータデバイスです。筆記具、MP3プレーヤー、翻訳機、デジタルストレージデバイス、電卓として機能します。^[9]
• アプリケーション特化型コンピュータとは、特定のアプリケーションに合わせてカスタマイズされたコンピュータのことである。例えば、フェランティは世論調査を行うためのクリップボード形式のハンドヘルドアプリケーション特化型モバイルコンピュータ（MRT-100 ）を発表した。^[10]

これらのカテゴリを分ける境界は、ときどきあいまいです。たとえば、OQO UMPC も PDA サイズのタブレット PC です。Apple eMate は、ラップトップのクラムシェル フォーム ファクタを備えていますが、PDA ソフトウェアを実行できます。HP Omnibookシリーズのラップトップには、ウルトラ モバイル PC と呼べるほど小型のデバイスがいくつか含まれていました。Nokia 770インターネット タブレットのハードウェアは、 Zaurus 6000などの PDA のハードウェアと基本的に同じです。PDA と呼ばれない唯一の理由は、 PIMソフトウェアがないことです。一方、770 と Zaurus はどちらも、通常は変更を加えることで、一部のデスクトップ Linux ソフトウェアを実行できます。

モバイルコンピューティングで使用されるワイヤレスデータ接続には、一般的に3つの形式があります。^[11] セルラーデータサービスでは、 GSM、CDMA、GPRSの技術、W-CDMA、EDGE、CDMA2000などの3Gネットワ​​ークが使用されます。^{[12] [13]}さらに最近では4Gおよび5Gネットワ​​ークが使用されています。これらのネットワークは通常、商用のセルタワーの範囲内で利用できます。Wi -Fi接続はより高いパフォーマンスを提供し、^[14]プライベートビジネスネットワーク上にある場合もあれば、パブリックホットスポットを介してアクセスされる場合もあり、通常の範囲は屋内で100フィート、屋外で最大1000フィートです。^[15]衛星インターネットアクセスは、セルラーおよびWi-Fiが利用できないエリアをカバーし、 ^[16]ユーザーが衛星の位置を見通している場所であればどこにでも設定できます。 ^[17]これは、静止軌道上の衛星の場合、南の空が遮られることなく見えることを意味します。^[11]企業によっては、複数の携帯電話ネットワークを組み合わせたり、携帯電話、Wi-Fi、衛星を組み合わせて使用​​したりしているところもあります。^[18]複数のネットワークを組み合わせて使用​​する場合、モバイル仮想プライベートネットワーク（モバイルVPN）はセキュリティ上の懸念に対処するだけでなく、複数のネットワークログインを自動的に実行し、アプリケーション接続を維持して、ネットワークの移行時やカバレッジの損失時にクラッシュやデータ損失を防ぎます。^{[19] [20]}

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