内容

目次

0．身近で新しいIoT 0.1　身の回りのIoT 0.2　IoTとは 0.3　IoTとICT 0.4　IoT時代 0.5　知っておきたいICTとIoTの用語 　0.5.1　ICTが目指す社会を表す用語 　0.5.2　IoTと関連した用語 0.6　IoTをつくる コラム：技術の積み上げ 章末問題 第1部：ネットワークとモノ 1．ネットワーク 1.1　通信とネットワーク 1.2　IoTとインターネット 1.3　プロトコル 1.4　トポロジー 1.5　ネットワークアーキテクチャ 1.6　代表的な通信規格・プロトコル 1.7　IoT機器におけるネットワークの利用 コラム：インターネットと通信障害 章末問題 2．セキュリティ 2.1　セキュリティの課題 2.2　セキュリティとはなにか？ 2.3　IoTにおけるセキュリティ 2.4　IoT機器のセキュリティの課題 2.5　IoT機器のためのセキュリティ対策 2.6　IoTを活用したセキュリティサービス コラム：ちょっと見てみよう!サイバーセキュリティ基本法 章末問題 3．コンピュータアーキテクチャ 3.1　疑問：ソフトウェアが動作する仕組み 3.2　コンピュータアーキテクチャの基本的な構成要素 　3.2.1　マイクロプロセッサとメインメモリ 　3.2.2　演算のためのデータ移動とメモリ階層 　3.2.3　入出力デバイスとバス 3.3　マイクロプロセッサの動作 　3.3.1　C言語レベルの動作 　3.3.2　命令レベルの動作 　3.3.3　少し複雑な機械語コードの例 　3.3.4　コンパイラと開発フロー 3.4　マイクロプロセッサとソフトウェア 　3.4.1　ポーリングとvolatile修飾子 　3.4.2　複数の入力デバイス 　3.4.3　割込み 　3.4.4　DMAコントロータと通信デバイス 　3.4.5　オペレーティングシステムとコンピュータアーキテクチャ 　3.4.6　タスクの抽象化 　3.4.7　ハードウェアの抽象化 　3.4.8　その他の抽象化 3.5　処理性能と電力 　3.5.1　処理性能の視点と指標 　3.5.2　スループットとレイテンシ 　3.5.3　クロック周波数と消費電力のトレードオフ関係 コラム：メモリ容量が少ない？ 章末問題 4．リアルタイム 4.1　リアルタイムの問題 4.2　並行性とその実現 　4.2.1　ポーリング 　4.2.2　割込み 　4.2.3　マルチタスク 　4.2.4　並行性の問題 4.3　リアルタイム性とは 　4.3.1　リアルタイム性を実現するために 　4.3.2　IoTにおけるリアルタイム性と関連した課題 コラム：新しいプログラミング言語パラダイム 章末問題 第2部：IoTにおけるデータと物理の利用 5．データの表現と利用 5.1　データからみたIoTシステム 5.2　センサデータの構造化と視覚化 　5.2.1　データの構造化 　5.2.2　データの視覚化 5.3　センサデータの統計処理 コラム：測定，誤差，そして，最小二乗法 章末問題 6．センサ 6.1　センサの概要 6.2　物理現象をどうやって捉えるか 6.3　変換を伴う計測 6.4　センサからの出力形式 6.5　時間遅れ，標本化 6.6　センサ値の正しさ 章末問題 7．アクチュエータ 7.1　インタフェース 　7.1.1　インタフェース回路 　7.1.2　AD変換 　7.1.3　DA変換 7.2　アクチュエータの制御 　7.2.1　PWM 　7.2.2　シーケンス制御 　7.2.3　フィードバック制御 　7.2.4　フィードフォワード制御 7.3　アクチュエータの種類 　7.3.1　電磁ソレノイド 　7.3.2　空気圧アクチュエータ，油圧アクチュエータ 　7.3.3　直流モータ 　7.3.4　交流モータ 　7.3.5　ステッピングモータ 　7.3.6　サーボモータ 章末問題 8．物理モデル 8.1　物理モデルの微分方程式モデル 　8.1.1　電気回路の微分方程式モデル 　8.1.2　機械振動系の微分方程式モデル 　8.1.3　一般的な物理システムの微分方程式モデル 8.2　微分方程式を伝達関数に変換する 8.3　周波数伝達関数モデルに変換してシステムを読む 8.4　微分方程式を状態空間モデルに変換する 8.5　数学モデルで振舞いをシミュレートする 8.6　物理モデルでシステムの特性を読む 8.7　物理モデルに基づく制御系設計 8.8　物理モデルの近似誤差と対処法 　8.8.1　非線形システムの線形近似 　8.8.2　連続時間システムの離散化 　8.8.3　アナログ信号の量子化 　8.8.4　通信遅延とむだ時間 章末問題 第3部：開発プロセスとモデリング 9．IoTシステムの開発プロセス 9.1　サービスの目標―なにができれば満足かを考えよう― 9.2　開発プロセス 9.3　機能要求と非機能要求 コラム：アジャイル開発 章末問題 10．モデリング 10.1　モデルとは 10.2　ユースケースの分析と記述 　10.2.1　ユースケース分析 　10.2.2　ユースケース記述 10.3　実行環境の調査 10.4　アクティビティ図 10.5　オブジェクト図 10.6　クラス図 10.7　シーケンス図 章末問題 第4部：IoTシステム事例 11．高齢者の見守りシステム 11.1　ロボットやセンサが接続した見守りシステム 11.2　IoTサービスの統合 11.3　介護施設における見守りシステム 11.4　リアルタイム性能保証のためのミドルウェア技術 章末問題 12．ドローン 12.1　ドローンとは 12.2　ドローンの構造 12.3　飛行制御 12.4　各種ドローン 12.5　ドローンの将来運用例 章末問題 引用・参考文献 章末問題解答 索引