الحوسبة المتنقلة

الحوسبة المتنقلة هي تفاعل بين الإنسان والحاسوب، حيث يُتوقع من الحاسوب أن يكون محمولاً أثناء الاستخدام العادي، وأن يسمح بنقل البيانات، بما في ذلك الصوت والفيديو. تشمل الحوسبة المتنقلة الاتصالات المتنقلة ، والأجهزة، والبرمجيات . تتضمن قضايا الاتصالات الشبكات المخصصة وشبكات البنية التحتية، بالإضافة إلى خصائص الاتصال، والبروتوكولات، وتنسيقات البيانات، والتقنيات المستخدمة. تشمل الأجهزة مكونات الأجهزة المحمولة. أما البرمجيات فتُعنى بخصائص ومتطلبات تطبيقات الأجهزة المحمولة.

• قابلية النقل: ينبغي أن تُسهّل الأجهزة/العُقد المتصلة بنظام الحوسبة المتنقلة عملية التنقل. قد تكون لهذه الأجهزة إمكانيات محدودة ومصدر طاقة محدود، ولكن ينبغي أن تتمتع بقدرة معالجة كافية وقابلية نقل مادية للعمل في بيئة متنقلة.
• الاتصال: يُحدد هذا جودة الخدمة (QoS) لاتصال الشبكة. في نظام الحوسبة المتنقلة، يُتوقع الحفاظ على توافر الشبكة بمستوى عالٍ مع الحد الأدنى من التأخير/وقت التوقف دون أن يتأثر بحركة العقد المتصلة.
• التفاعلية: يتم ربط العقد التابعة لنظام الحوسبة المتنقلة معًا للتواصل والتعاون من خلال المعاملات النشطة للبيانات.
• الفردية: غالباً ما يشير الجهاز المحمول أو العقدة المتنقلة المتصلة بشبكة الهاتف المحمول إلى فرد؛ يجب أن يكون نظام الحوسبة المتنقلة قادراً على تبني التكنولوجيا لتلبية الاحتياجات الفردية وكذلك الحصول على معلومات سياقية لكل عقدة.

بعض أكثر أشكال أجهزة الحوسبة المحمولة شيوعاً هي كما يلي:

• أجهزة الكمبيوتر المحمولة، وهي وحدات صغيرة الحجم وخفيفة الوزن تتضمن لوحة مفاتيح كاملة الأحرف، ومخصصة في المقام الأول كأجهزة مضيفة للبرامج التي يمكن تحديد معلمات لها، مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة / المكتبية ، والهواتف الذكية / الأجهزة اللوحية ، وما إلى ذلك.

• البطاقات الذكية التي يمكنها تشغيل تطبيقات متعددة ولكنها تستخدم عادة للدفع والسفر والوصول إلى المناطق الآمنة.

• الهواتف المحمولة ، وهي أجهزة هاتفية يمكنها إجراء المكالمات عن بعد من خلال تقنية الشبكات الخلوية.

• أجهزة الكمبيوتر القابلة للارتداء ، والتي تقتصر في الغالب على المفاتيح الوظيفية ومخصصة في المقام الأول لدمج برامج التحكم ، مثل الأساور والزرعات التي لا تحتاج إلى مفاتيح، وما إلى ذلك.

من المتوقع أن تستمر هذه الفئات وأن تكمل بعضها البعض، فلا تحل أي منها محل الأخرى تماماً.

تم طرح أنواع أخرى من أجهزة الكمبيوتر المحمولة منذ التسعينيات، بما في ذلك:

• حاسوب محمول
• المساعد الرقمي الشخصي ، المساعد الرقمي للمؤسسات
• حاسوب محمول فائق الصغر
• كمبيوتر محمول
• جهاز لوحي
• حاسوب قابل للارتداء
• قارئ إلكتروني
• كمبيوتر السيارة
• حاسوب محمول باليد

• قابلية التوسع والاستبدال والنمطية : على عكس أجهزة الكمبيوتر التقليدية الشائعة القائمة على اللوحة الأم، فإن بنية النظام على شريحة واحدة (SoC) التي يتم تضمينها فيها تجعل هذه الميزات مستحيلة.
• عدم وجود نظام BIOS : نظرًا لأن معظم الأجهزة الذكية تفتقر إلى نظام BIOS مناسب ، فإن قدرات تحميل الإقلاع الخاصة بها محدودة لأنها لا تستطيع الإقلاع إلا إلى نظام التشغيل الوحيد الذي جاءت به، على عكس نموذج BIOS الخاص بالكمبيوتر الشخصي.
• المدى وعرض النطاق الترددي: عادةً ما يكون الوصول إلى الإنترنت عبر الهاتف المحمول أبطأ من الاتصالات السلكية المباشرة، وذلك باستخدام تقنيات مثل GPRS و EDGE ، ومؤخرًا HSDPA و HSUPA وشبكات الجيل الثالث والرابع ، بالإضافة إلى شبكة الجيل الخامس المقترحة . تتوفر هذه الشبكات عادةً ضمن نطاق أبراج الهواتف المحمولة التجارية. تتميز شبكات LAN اللاسلكية عالية السرعة بانخفاض تكلفتها، ولكن مداها محدود للغاية.
• معايير الأمان: عند العمل عبر الأجهزة المحمولة، يعتمد المستخدم على الشبكات العامة، مما يستلزم استخدامًا دقيقًا لشبكات VPN . يُعدّ الأمان مصدر قلق بالغ فيما يتعلق بمعايير الحوسبة المتنقلة على متن الأسطول. إذ يُمكن اختراق شبكة VPN بسهولة عبر عدد هائل من الشبكات المتصلة عبر الخط.
• استهلاك الطاقة: عندما لا يتوفر منفذ كهربائي أو مولد محمول، تعتمد أجهزة الكمبيوتر المحمولة كلياً على طاقة البطارية. ونظراً لصغر حجم العديد من الأجهزة المحمولة، غالباً ما يعني ذلك استخدام بطاريات باهظة الثمن للحصول على عمر البطارية المطلوب.
• تداخلات الإرسال: يمكن أن تؤثر عوامل الطقس والتضاريس والمسافة من أقرب نقطة إشارة على استقبال الإشارة. غالبًا ما يكون الاستقبال ضعيفًا في الأنفاق وبعض المباني والمناطق الريفية.
• المخاطر الصحية المحتملة: غالبًا ما يتشتت انتباه مستخدمي الأجهزة المحمولة أثناء القيادة، مما يزيد من احتمالية تعرضهم لحوادث المرور. ^{[ 1 ]} (مع أن هذا قد يبدو بديهيًا، إلا أن هناك نقاشًا واسعًا حول ما إذا كان حظر استخدام الأجهزة المحمولة أثناء القيادة يقلل من الحوادث. ^{[ 2 ] [ 3 ]} ) قد تتداخل الهواتف المحمولة مع الأجهزة الطبية الحساسة. وقد أثيرت تساؤلات حول تأثير إشعاع الهواتف المحمولة على الصحة .
• التفاعل البشري مع الجهاز: تميل الشاشات ولوحات المفاتيح إلى أن تكون صغيرة، مما قد يجعل استخدامها صعباً. تتطلب طرق الإدخال البديلة مثل التعرف على الكلام أو الكتابة اليدوية تدريباً.

تستخدم العديد من القوات الميدانية التجارية والحكومية أجهزة حاسوب محمولة متينة مع أسطول مركباتها. ويتطلب ذلك تثبيت هذه الأجهزة في المركبة لضمان سلامة السائق، وأمان الجهاز، وراحة المستخدم . تتميز أجهزة الحاسوب المتينة بقدرتها على تحمل الاهتزازات الشديدة المصاحبة لمركبات الخدمة الكبيرة والقيادة على الطرق الوعرة، بالإضافة إلى الظروف البيئية القاسية للاستخدام المهني المستمر، كما هو الحال في خدمات الطوارئ الطبية ، والإطفاء، والسلامة العامة.

عناصر أخرى تؤثر على وظائف المركبة:

• درجة حرارة التشغيل : قد تتعرض مقصورة السيارة لتقلبات في درجة الحرارة تتراوح بين -30 و60 درجة مئوية (-22 إلى 140 درجة فهرنهايت) . يجب أن تكون أجهزة الكمبيوتر قادرة على تحمل هذه الدرجات أثناء التشغيل. تُحدد أنظمة التبريد التقليدية التي تعتمد على المراوح بحدود قصوى تتراوح بين 35 و38 درجة مئوية (95 إلى 100 درجة فهرنهايت) لدرجة الحرارة المحيطة، وتتطلب درجات الحرارة التي تقل عن درجة التجمد استخدام سخانات موضعية لرفع درجة حرارة المكونات إلى درجة حرارة التشغيل (استنادًا إلى دراسات مستقلة أجرتها مجموعة SRI وقسم البحث والتطوير في باناسونيك).    
• يمكن أن يؤدي الاهتزاز إلى تقليل العمر الافتراضي لمكونات الكمبيوتر، وخاصة التخزين الدوراني مثل محركات الأقراص الصلبة .
• تصبح رؤية الشاشات العادية مشكلة في ضوء الشمس الساطع.
• يتفاعل مستخدمو الشاشات اللمسية بسهولة مع الوحدات في الميدان دون الحاجة إلى خلع القفازات.
• إعدادات البطارية في درجات الحرارة العالية: بطاريات الليثيوم أيون حساسة لدرجات الحرارة العالية أثناء الشحن. لذا، يجب تصميم أجهزة الكمبيوتر المخصصة للاستخدام المحمول بوظيفة شحن في درجات الحرارة العالية تحدّ من الشحن إلى 85% أو أقل من سعة البطارية.
• تمر وصلات الهوائي الخارجي عبر الكبائن المعدنية النموذجية للمركبات، مما يعيق استقبال الإشارات اللاسلكية، ويستفيد من معدات الاتصالات والملاحة الخارجية الأكثر كفاءة.

أصبح أمن الأجهزة المحمولة ذا أهمية متزايدة في مجال الحوسبة المتنقلة، لا سيما فيما يتعلق بأمن المعلومات الشخصية المخزنة على الهواتف الذكية . فقد تقوم تطبيقات الهاتف المحمول بنسخ بيانات المستخدمين من هذه الأجهزة إلى خادم بعيد دون إذنهم، وغالبًا دون موافقتهم. ^{[ 4 ]} وتثير ملفات تعريف المستخدمين التي تُنشأ تلقائيًا في السحابة لمستخدمي الهواتف الذكية مخاوف تتعلق بالخصوصية على جميع المنصات الرئيسية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر، تتبع الموقع ^{[ 5 ]} وجمع البيانات الشخصية ^{[ 6 ]} ، بغض النظر عن إعدادات المستخدم على الجهاز. ^{[ 7 ]}

يتزايد استخدام الهواتف الذكية من قِبل الأفراد والشركات كوسيلة لتخطيط وتنظيم أعمالهم وحياتهم الشخصية. وفي الشركات، تُحدث هذه التقنيات تغييرات جذرية في تنظيم أنظمة المعلومات ، ما يجعلها مصدرًا لمخاطر جديدة. فالهواتف الذكية تجمع وتُصنّف كميات متزايدة من المعلومات الحساسة التي يجب التحكم في الوصول إليها لحماية خصوصية المستخدم والملكية الفكرية للشركة.

تُعدّ جميع الهواتف الذكية أهدافًا مفضلة للهجمات الإلكترونية. تستغل هذه الهجمات نقاط الضعف المتعلقة بالهواتف الذكية، والتي قد تنشأ من وسائل الاتصالات اللاسلكية مثل شبكات الواي فاي وشبكات GSM . كما توجد هجمات أخرى تستغل ثغرات برمجية في كل من متصفح الإنترنت ونظام التشغيل. وأخيرًا، هناك أنواع من البرامج الخبيثة التي تعتمد على ضعف معرفة المستخدمين العاديين.

يجري تطوير وتطبيق تدابير أمنية متنوعة للهواتف الذكية، بدءًا من أمن طبقات البرمجيات المختلفة وصولًا إلى نشر المعلومات للمستخدمين النهائيين. وهناك ممارسات جيدة ينبغي مراعاتها على جميع المستويات، من التصميم إلى الاستخدام، مرورًا بتطوير أنظمة التشغيل وطبقات البرمجيات والتطبيقات القابلة للتنزيل.

هناك عدة فئات من أجهزة الحوسبة المحمولة التي يمكن تشغيلها بالبطاريات ولكنها لا تصنف عادة على أنها أجهزة كمبيوتر محمولة: أجهزة الكمبيوتر المحمولة، وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة فائقة الصغر، والأجهزة اللوحية، والهواتف الذكية.

• الحاسوب المحمول هو حاسوب متعدد الأغراض يسهل نقله من مكان لآخر، لكن لا يمكن استخدامه أثناء التنقل، عادةً لأنه يتطلب بعض الإعدادات ومصدر طاقة تيار متردد. أشهر مثال على ذلك هو حاسوب أوزبورن 1. يُطلق على الحواسيب المحمولة أيضًا اسم "الحاسوب القابل للنقل" أو "الحاسوب المحمول".
• المساعد الرقمي الشخصي (PDA) هو جهاز كمبيوتر صغير، عادةً ما يكون بحجم الجيب، ذو وظائف محدودة. وهو مصمم لتكملة جهاز الكمبيوتر المكتبي ومزامنته معه، مما يتيح الوصول إلى جهات الاتصال، ودفتر العناوين، والملاحظات، والبريد الإلكتروني، وغيرها من الميزات.

  

• الحاسوب المحمول فائق الصغر هو حاسوب كامل الميزات بحجم جهاز المساعد الرقمي الشخصي (PDA) ويعمل بنظام تشغيل للأغراض العامة.
• الهواتف والأجهزة اللوحية : الجهاز اللوحي ذو الشكل الأسطواني يشبه دفتر الملاحظات الورقي. الهواتف الذكية هي نفسها الأجهزة اللوحية، إلا أن الفرق الوحيد هو صغر حجمها وسهولة حملها. بدلاً من لوحة المفاتيح التقليدية، تحتوي هذه الأجهزة على شاشة لمس تتضمن لوحة مفاتيح افتراضية ، كما يمكن توصيلها بلوحة مفاتيح فعلية لاسلكيًا عبر البلوتوث أو منفذ USB. تتضمن هذه الأجهزة ميزات لا تتوفر في أنظمة الكمبيوتر الأخرى، مثل الكاميرات المدمجة، نظرًا لسهولة حملها - مع العلم أن بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة مزودة بكاميرا مدمجة، ويمكن توصيل أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة بكاميرا ويب عبر منفذ USB.
• يتم تثبيت حاسوب السيارة في السيارة. ويعمل كحاسوب لاسلكي، ونظام صوتي، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ومشغل أقراص DVD. كما يحتوي على برنامج معالجة النصوص وهو متوافق مع تقنية البلوتوث. ^{[ 8 ]}
• جهاز Pentop (الذي توقف إنتاجه) هو جهاز حاسوبي بحجم وشكل قلم. يعمل كأداة للكتابة، ومشغل MP3، ومترجم لغات، وجهاز تخزين رقمي، وآلة حاسبة. ^{[ 9 ]}
• الحاسوب المصمم خصيصاً لتطبيق معين هو حاسوب مصمم خصيصاً لتطبيق معين. على سبيل المثال، قدمت شركة فيرانتي حاسوباً محمولاً مصمماً خصيصاً لتطبيق معين ( MRT-100 ) على شكل لوحة كتابة لإجراء استطلاعات الرأي . ^{[ 10 ]}

تتداخل الحدود الفاصلة بين هذه الفئات أحيانًا. على سبيل المثال، يُعد جهاز OQO UMPC أيضًا جهازًا لوحيًا بحجم المساعد الرقمي الشخصي (PDA)؛ بينما كان جهاز Apple eMate يتميز بتصميم صدفي مشابه لأجهزة الكمبيوتر المحمولة، ولكنه كان يعمل ببرامج المساعد الرقمي الشخصي. وتضمنت سلسلة أجهزة الكمبيوتر المحمولة HP Omnibook بعض الأجهزة الصغيرة جدًا التي يمكن تسميتها بأجهزة الكمبيوتر فائقة الصغر. أما مكونات جهاز Nokia 770 اللوحي للإنترنت فهي مطابقة تقريبًا لمكونات المساعد الرقمي الشخصي مثل Zaurus 6000؛ والسبب الوحيد لعدم تسميته مساعدًا رقميًا شخصيًا هو عدم احتوائه على برامج إدارة المعلومات الشخصية (PIM) . من ناحية أخرى، يمكن لكل من 770 وZaurus تشغيل بعض برامج Linux المكتبية، عادةً مع بعض التعديلات.

تتخذ اتصالات البيانات اللاسلكية المستخدمة في الحوسبة المتنقلة ثلاثة أشكال عامة. ^{[ 11 ]} تستخدم خدمة بيانات الهاتف المحمول تقنيات GSM و CDMA و GPRS ، وشبكات الجيل الثالث مثل W-CDMA و EDGE و CDMA2000 . ^{[ 12 ] [ 13 ]} ومؤخرًا شبكات الجيل الرابع والخامس . تتوفر هذه الشبكات عادةً ضمن نطاق أبراج الاتصالات التجارية . توفر اتصالات Wi-Fi أداءً أعلى، ^{[ 14 ]} ويمكن استخدامها إما على شبكة أعمال خاصة أو عبر نقاط اتصال عامة ، ويبلغ مداها النموذجي 30 مترًا داخل المباني و300 متر في الهواء الطلق. ^{[ 15 ]} يغطي الوصول إلى الإنترنت عبر الأقمار الصناعية المناطق التي لا تتوفر فيها خدمات الهاتف المحمول وWi-Fi ، ^{[ 16 ]} ويمكن إعداده في أي مكان يكون فيه للمستخدم خط رؤية مباشر لموقع القمر الصناعي، ^{[ 17 ]} وهو ما يعني بالنسبة للأقمار الصناعية في المدار الثابت بالنسبة للأرض وجود رؤية واضحة للسماء الجنوبية. ^{[ 11 ]} تجمع بعض تطبيقات المؤسسات بين شبكات من عدة شبكات خلوية أو تستخدم مزيجًا من الشبكات الخلوية وشبكات الواي فاي والأقمار الصناعية. ^{[ 18 ]} عند استخدام مزيج من الشبكات، لا تقتصر وظيفة الشبكة الافتراضية الخاصة المتنقلة ( VPN ) على معالجة المخاوف الأمنية فحسب ، بل تقوم أيضًا بتسجيل الدخول إلى الشبكات المتعددة تلقائيًا، وتحافظ على اتصالات التطبيقات مفتوحة لمنع الأعطال أو فقدان البيانات أثناء عمليات نقل الشبكة أو انقطاع التغطية. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

• قوائم أجهزة الكمبيوتر المحمولة
• الحوسبة السحابية المتنقلة
• مراجعة الحوسبة المتنقلة والاتصالات
• تطوير تطبيقات الهاتف المحمول
• إدارة الأجهزة المحمولة
• إدارة الهوية عبر الهاتف المحمول
• التفاعل عبر الهاتف المحمول
• برامج الهاتف المحمول
• الحوسبة المنتشرة

• بفار، رضا (2004). مبادئ الحوسبة المتنقلة: تصميم وتطوير تطبيقات الهاتف المحمول باستخدام UML وXML . مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-81733-2.
• بوسلاد، ستيفان (2009). الحوسبة المنتشرة: الأجهزة الذكية والبيئات والتفاعلات . وايلي. ISBN 978-0-470-03560-3.
• روتون، جون (2001). شرح الإنترنت اللاسلكي . دار النشر الرقمية. رقم ISBN 978-1-55558-257-9.
• تالوكدر، أسوك؛ يافاجال، روبا (2006). الحوسبة المتنقلة: التكنولوجيا والتطبيقات وإنشاء الخدمات . ماكجرو هيل بروفيشنال. ISBN 978-0-07-147733-8.