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、コンピュータを通常の使用時に持ち運び、音声やビデオを含むデータの送信を可能にする、人間とコンピュータの相互作用のことです。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。通信に関する課題には、アドホックネットワークやインフラストラクチャネットワーク、通信特性、プロトコル、データ形式、具体的な技術などがあります。ハードウェアには、モバイルデバイスや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。

• 携帯性：モバイルコンピューティングシステム内で接続されるデバイス／ノードは、移動性を容易にするものでなければならない。これらのデバイスは、デバイス機能や電源供給に制限がある場合があるが、移動環境下で動作するのに十分な処理能力と物理的な携帯性を備えている必要がある。
• 接続性：これは、ネットワーク接続のサービス品質（QoS）を定義するものです。モバイルコンピューティングシステムでは、ネットワークの可用性は、接続されたノードの移動の影響を受けることなく、最小限の遅延/ダウンタイムで高いレベルで維持されることが期待されます。
• 双方向性：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、データのアクティブなトランザクションを通じて相互に接続され、通信および連携を行う。
• 個性：携帯機器やモバイルネットワークに接続されたモバイルノードは、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、各ノードの状況情報を取得できる技術を採用できる必要があります。

最も一般的なモバイルコンピューティングデバイスの形態は以下のとおりです。

• ポータブルコンピュータとは、フル文字セットのキーボードを備え、主にパラメータ設定可能なソフトウェアのホストとして使用されることを目的とした、コンパクトで軽量なユニットであり、ラップトップ/デスクトップ、スマートフォン/タブレットなどを指します。

• 複数のアプリケーションを実行できるスマートカードだが、一般的には決済、旅行、および安全なエリアへのアクセスに使用される。

• 携帯電話とは、携帯電話ネットワーク技術を用いて遠隔地から通話できる電話機器のことである。

• ウェアラブルコンピュータは、主に機能キーに限定され、ブレスレットや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の組み込みを主な目的としている。

これらの授業は、互いに補完し合い、永続的に続くことが期待されており、どれか一つが完全に他の授業に取って代わることはない。

1990年代以降、以下のような他のタイプのモバイルコンピュータも登場している。

• 携帯型コンピュータ
• 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
• 超小型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
• 携帯型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、 SoCアーキテクチャではこれらの機能は実現不可能です。
• 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のBIOSモデルとは異なり、初期状態で搭載されている単一のオペレーティングシステムに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。
• 通信範囲と帯域幅：モバイルインターネットアクセスは、一般的にGPRSやEDGEなどの技術を用いた有線接続よりも速度が遅く、近年ではHSDPA、HSUPA、3G、4Gネットワ​​ーク、そして提案されている5Gネットワ​​ークも利用されています。これらのネットワークは通常、商用携帯電話基地局の範囲内で利用可能です。高速無線LANは安価ですが、通信範囲が非常に限られています。
• セキュリティ基準：モバイル環境で作業する場合、公共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。モバイルコンピューティングの標準規格を検討する際には、セキュリティが大きな懸念事項となります。VPNは、回線を通じて相互接続された膨大な数のネットワークを介して容易に攻撃される可能性があります。
• 消費電力：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はバッテリー電源に完全に依存しなければなりません。多くのモバイルデバイスは小型であるため、必要なバッテリー寿命を確保するには、通常よりも高価なバッテリーを使用せざるを得ない場合が少なくありません。
• 通信妨害：天候、地形、最寄りの信号地点からの距離など、様々な要因が信号受信に影響を与える可能性があります。トンネル内、一部の建物内、農村部などでは受信状態が悪い場合が多くあります。
• 潜在的な健康被害: 運転中に携帯電話を使用する人は、運転に集中できず、交通事故に巻き込まれる可能性が高いと考えられています。^{[ 1 ]} (これは当然のことのように思えるかもしれませんが、運転中の携帯電話の使用を禁止することで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、精密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。
• デバイスと人間のインターフェース：画面やキーボードは小さいため、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は、トレーニングが必要です。

多くの民間企業や政府機関の現場部隊は、車両に搭載する堅牢な携帯型コンピュータを配備しています。そのため、運転者の安全、機器のセキュリティ、人間工学的な観点から、コンピュータを車両に固定する必要があります。堅牢なコンピュータは、大型サービス車両やオフロード走行に伴う激しい振動、そして救急医療、消防、公共安全といった現場での継続的な使用に伴う過酷な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：車両のキャビン内では、−30～60 ℃（−22～140 °F）の温度変動が発生することがよくあります。コンピュータは通常、動作中にこれらの温度に耐える必要があります。一般的なファン式冷却では、周囲温度が35～38 ℃（95～100 °F）までと規定されており、氷点下の温度では、コンポーネントを動作温度まで上げるために局所ヒーターが必要になります（SRIグループおよびパナソニックR&Dによる独立した調査に基づく）。    
• 振動は、コンピューター部品、特にHDDなどの回転式記憶装置の寿命を縮める可能性があります。
• 明るい日光の下では、標準的な画面の視認性が問題となる。
• タッチスクリーンを使用するユーザーは、手袋を外すことなく現場で簡単に機器を操作できます。
• 高温時のバッテリー設定：リチウムイオン電池は、充電時の高温環境に敏感です。モバイル環境向けに設計されたコンピュータは、充電量を容量の85%以下に制限する高温充電機能を備えるべきです。
• 外部アンテナの接続部は、無線通信の受信を妨げる車両の一般的な金属製キャビンを貫通し、より高性能な外部通信・航法機器を利用できる。

モバイルコンピューティングにおいて、モバイルセキュリティの重要性がますます高まっています。特に、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に関しては、大きな懸念があります。モバイルアプリケーションは、ユーザーの許可なく、多くの場合ユーザーの同意なしに、これらのデバイスからリモートサーバーにユーザーデータを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のため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、デバイス上のユーザー設定に関係なく、位置情報の追跡^{[ 5 ]}や個人データの収集^{[ 6 ]}など、あらゆる主要なプラットフォームでプライバシーに関する懸念を引き起こします。^{[ 7 ]}

スマートフォンは、仕事や私生活の計画・整理手段として、ますます多くのユーザーや企業に利用されるようになっています。企業内では、これらのテクノロジーは情報システムの組織構造に大きな変化をもたらし、新たなリスクの源泉となっています。実際、スマートフォンは機密性の高い情報をますます多く収集・蓄積しており、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は、これらの情報へのアクセスを適切に管理する必要があります。

スマートフォンはすべて、攻撃の格好の標的となっています。これらの攻撃は、Wi-FiネットワークやGSM などの無線通信手段に起因するスマートフォンの脆弱性を悪用します。また、ウェブブラウザやオペレーティングシステムのソフトウェアの脆弱性を悪用する攻撃もあります。さらに、一般ユーザーの知識不足につけ込む悪意のあるソフトウェアも存在します。

スマートフォンには、ソフトウェアの各層におけるセキュリティ対策からエンドユーザーへの情報伝達に至るまで、さまざまなセキュリティ対策が開発・適用されています。オペレーティングシステム、ソフトウェア層、ダウンロード可能なアプリの開発から、設計から使用に至るまで、あらゆるレベルで遵守すべき優れた実践方法があります。

携帯型コンピューティングデバイスには、バッテリーで動作するものの、通常はノートパソコンとは分類されないいくつかの種類がある。例えば、携帯型コンピュータ、PDA、超小型携帯PC（UMPC）、タブレット、スマートフォンなどが挙げられる。

• ポータブルコンピュータとは、場所から場所へ簡単に持ち運べる汎用コンピュータですが、通常はセットアップとAC電源が必要なため、移動中は使用できません。最も有名な例はOsborne 1です。ポータブルコンピュータは、「持ち運び可能」または「持ち運び可能」PCとも呼ばれます。
• 携帯情報端末（PDA）は、小型で通常はポケットサイズの、機能が限定されたコンピュータです。デスクトップコンピュータを補完し、同期させることを目的としており、連絡先、アドレス帳、メモ、電子メールなどの機能へのアクセスを提供します。

  

• ウルトラモバイルPCとは、汎用オペレーティングシステムを搭載した、フル機能搭載のPDAサイズのコンピュータのことである。
• 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、ポケットに入れられることです。これらのデバイスには、物理​​キーボードの代わりに、仮想キーボードと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、一部のノートパソコンにはカメラが統合されており、デスクトップとノートパソコンはUSB経由でWebカメラに接続できます。
• カーコンピューターは自動車に搭載されています。ワイヤレスコンピューター、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、ワープロソフトも搭載されており、Bluetoothにも対応しています。^{[ 8 ]}
• ペントップ（製造中止）は、ペンと同じサイズと形状のコンピューティングデバイスです。筆記具、MP3プレーヤー、言語翻訳機、デジタルストレージデバイス、電卓として機能します。^{[ 9 ]}
• 特定用途向けコンピュータとは、特定の用途に合わせて設計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実施するためのクリップボード型の携帯型特定用途向け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区別する境界線は、時として曖昧になる。例えば、OQO UMPCもPDAサイズのタブレットPCである。Apple eMateはノートパソコンのような折りたたみ式筐体でありながら、PDAソフトウェアが動作していた。HP Omnibookシリーズのノートパソコンには、超小型モバイルPCと呼べるほど小型のデバイスも含まれていた。Nokia 770インターネットタブレットのハードウェアは、 Zaurus 6000のようなPDAと基本的に同じである。PDAと呼ばれない唯一の理由は、PIMソフトウェアが搭載されていないためだ。一方で、770とZaurusはどちらも、通常は多少の変更を加えることで、デスクトップLinuxソフトウェアを実行できる。

モバイルコンピューティングで使用される無線データ接続には、大きく分けて 3 つの形態があります。^{[ 11 ]}セルラーデータサービスは、 GSM、CDMA、GPRSなどの技術、W-CDMA、EDGE、CDMA2000などの3Gネットワークを使用します。^{[ 12 ] [ 13 ]}さらに最近では4Gおよび5Gネットワークも使用されています。これらのネットワークは通常、商用セルタワーの範囲内で利用可能です。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または公共ホットスポット経由でアクセスでき、屋内では 100 フィート、屋外では最大 1000 フィートの標準的な範囲があります。^{[ 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られる場所であればどこにでも設置できます。^{[ 17 ]}静止軌道上の衛星の場合、これは南の空を遮るもののない視界があることを意味します。^{[ 11 ]}一部の企業展開では、複数の携帯電話ネットワークのネットワークを組み合わせたり、携帯電話、Wi-Fi、衛星のミックスを使用したりしています。^{[ 18 ]}複数のネットワークをミックスして使用する場合、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へのログインを自動的に実行し、ネットワークの切り替えやカバレッジの喪失中にクラッシュやデータ損失を防ぐためにアプリケーション接続を維持します。^{[ 19 ] [ 20 ]}

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• B'Far, Reza (2004).モバイルコンピューティングの原理：UMLとXMLを用いたモバイルアプリケーションの設計と開発. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-81733-2。
• ポスラッド、ステファン（2009）。ユビキタス・コンピューティング：スマートデバイス、環境、および相互作用。ワイリー。ISBN 978-0-470-03560-3。
• ロートン、ジョン（2001）。ワイヤレスインターネット解説。デジタルプレス。ISBN 978-1-55558-257-9。
• タルクダー、アソーク、ヤヴァガル、ルーパ（2006）。モバイルコンピューティング：テクノロジー、アプリケーション、およびサービス創造。マグロウヒル・プロフェッショナル。ISBN 978-0-07-147733-8。