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コンピューターサイエンス:アルゴリズム / OS / ネットワーク / DB
TCP と UDP の違い

コンピューターサイエンス:アルゴリズム / OS / ネットワーク / DB

ソート、探索、再帰などのアルゴリズムに加え、OS (プロセス、メモリ、ファイルシステム)、ネットワーク (TCP/IP、HTTP、DNS、CDN)、データベースまで、Web エンジニアに必要な CS の基礎を一本で学べる総合コースです。エンジニア転職を目指す学習者や、CS 出身でない現役エンジニアを対象としています。約 34 時間 (1 日 30 分 × 68 日) で 135 レッスンを修了でき、修了後は技術選定やシステム設計の議論に自信を持って参加できるようになります。

1
再帰の基礎
0. 階乗(再帰)5分
1. フィボナッチ数(再帰)5分
2. 累乗(再帰)5分
3. 配列の合計(再帰)5分
4. 桁数を数える(再帰)5分
5. 文字列を逆順(再帰)5分
6. ユークリッドの互除法(GCD)5分
7. 第1章まとめクイズ — 再帰の基礎5分
2
第2章 探索
0. 線形探索で位置を返す5分
1. 二分探索 (反復版)5分
2. 二分探索 (再帰版)5分
3. lower_bound (最初に >= target の位置)5分
4. ピーク要素検索5分
5. 回転ソート配列での探索5分
6. 第2章まとめクイズ5分
3
ソート
0. バブルソート実装5分
1. 選択ソート5分
2. 挿入ソート5分
3. マージソート5分
4. クイックソート5分
5. カウントソート5分
6. 比較関数つきソート5分
7. 第3章まとめクイズ5分
4
配列 / 文字列の応用
0. 双方向ポインタで和 = K5分
1. スライド窓の最大和5分
2. 回文判定5分
3. 重複なし最長部分文字列5分
4. 大きな数の文字列乗算5分
5. アナグラムグルーピング5分
6. 第4章まとめクイズ — 配列 / 文字列の応用5分
5
クラスと OOP
0. 長方形クラス(面積と周長)5分
1. スタッククラス(push と pop)5分
2. キュークラス(enqueue と dequeue)5分
3. 単方向リンクリスト5分
4. 二分探索木 (BST) への挿入5分
5. カウンタクラス(機能合成)5分
6. 第 5 章クイズ — クラスと OOP5分
6
動的計画法 (基礎)
0. メモ化フィボナッチ5分
1. DP配列でフィボナッチ5分
2. 階段の登り方5分
3. コイン両替最小枚数5分
4. 0/1 ナップサック問題5分
5. 最長共通部分列 (LCS)5分
6. 第6章まとめクイズ5分
7
総合演習
0. ソート済み 2 配列のマージ5分
1. 配列の k 回転5分
2. カッコの妥当性5分
3. ローマ数字を整数に5分
4. 整数をローマ数字に5分
5. 雨水を溜める5分
6. 最終総まとめクイズ5分
8
[OS] Section 1. OS とは
0. コンピューターとOSの役割15分
1. OSの歴史(バッチ→マルチタスク→マルチユーザー)15分
2. カーネルとユーザーランド15分
3. システムコールの仕組み15分
4. Linux / macOS / Windows のアーキ比較15分
9
[OS] Section 2. プロセスとスレッド
0. プロセスとは15分
1. スレッドとプロセスの違い15分
2. コンテキストスイッチ15分
3. スケジューラとアルゴリズム15分
4. プロセス間通信(IPC)15分
10
[OS] Section 3. メモリ管理
0. メモリ階層(レジスタ→キャッシュ→RAM→ディスク)15分
1. 仮想メモリ15分
2. ページングとスワップ15分
3. mmap とメモリマップトファイル15分
4. ガベージコレクション概要15分
11
[OS] Section 4. ファイルシステム
0. ファイルシステムとは15分
1. i-node とディレクトリ15分
2. ext4 / APFS / NTFS の違い15分
3. ジャーナリングと耐障害性15分
4. パーミッションと所有者15分
12
[OS] Section 5. 同期と並行性
0. レースコンディション15分
1. Mutex と Semaphore15分
2. デッドロック15分
3. 非同期と並行15分
4. イベントループと epoll15分
13
[ネットワーク] ネットワークの全体像
0. ネットワークとは8分
1. OSI 7階層モデル10分
2. TCP/IP 4階層モデル9分
3. パケットとフレーム9分
4. ルーター・スイッチ・ハブ9分
14
[ネットワーク] IP とルーティング
0. IPアドレス (IPv4 / IPv6)10分
1. サブネットマスクと CIDR11分
2. NAT とプライベートIP9分
3. ルーティングと経路選択10分
4. ファイアウォール基礎9分
15
[ネットワーク] TCP / UDP
0. TCP と UDP の違い9分
1. 3-way ハンドシェイク9分
2. 輻輳制御と再送10分
3. UDP の用途 (DNS / 動画 / ゲーム)8分
4. ポート番号と well-known port9分
16
[ネットワーク] HTTP / HTTPS
0. HTTP の基本10分
1. HTTP メソッド9分
2. HTTPS と TLS ハンドシェイク10分
3. HTTP/2 と HTTP/3 (QUIC)10分
4. REST API の設計原則10分
17
[ネットワーク] DNS とドメイン
0. DNS とは8分
1. レコードタイプ10分
2. 名前解決の流れ10分
3. DNS キャッシュと TTL9分
4. CDN の仕組みと Anycast10分
18
[ネットワーク] 応用
0. ロードバランサ (L4 / L7)10分
1. プロキシとリバースプロキシ9分
2. WebSocket とリアルタイム通信9分
3. gRPC と HTTP/2 利用10分
19
[データベース] データベースの基礎
0. データベースとは8分
1. RDB と NoSQL の違い8分
2. データベースの歴史8分
3. エンティティ関係モデル (ER)8分
4. 主キー・外部キー・候補キー8分
20
[データベース] 正規化
0. 正規化とは何か8分
1. 第1正規形8分
2. 第2正規形8分
3. 第3正規形8分
4. 非正規化のトレードオフ8分
21
[データベース] インデックスと B-tree
0. インデックスの役割8分
1. B-tree の仕組み8分
2. B+tree(実際の DB 実装)8分
3. ハッシュインデックス8分
4. カバリングインデックス8分
22
[データベース] トランザクションと ACID
0. トランザクションとは8分
1. ACID 特性8分
2. 分離レベル8分
3. MVCC(マルチバージョン同時実行制御)8分
4. デッドロックと回避8分
23
[データベース] クエリ最適化
0. クエリプランナの役割8分
1. EXPLAIN の読み方8分
2. Nested Loop / Hash / Merge Join8分
3. インデックスチューニング8分
4. 統計情報とカーディナリティ8分
24
[データベース] スケーリング
0. レプリケーション8分
1. シャーディング8分
2. CAP 定理8分
3. 結果整合性8分
4. NewSQL と分散 SQL8分

コンピューターサイエンス:アルゴリズム / OS / ネットワーク / DB

01階乗(再帰)
02フィボナッチ数(再帰)
03累乗(再帰)
04配列の合計(再帰)
05桁数を数える(再帰)
06文字列を逆順(再帰)
07ユークリッドの互除法(GCD)
08第1章まとめクイズ — 再帰の基礎
09線形探索で位置を返す
10二分探索 (反復版)
11二分探索 (再帰版)
12lower_bound (最初に >= target の位置)
13ピーク要素検索
14回転ソート配列での探索
15第2章まとめクイズ
16バブルソート実装
17選択ソート
18挿入ソート
19マージソート
20クイックソート
21カウントソート
22比較関数つきソート
23第3章まとめクイズ
24双方向ポインタで和 = K
25スライド窓の最大和
26回文判定
27重複なし最長部分文字列
28大きな数の文字列乗算
29アナグラムグルーピング
30第4章まとめクイズ — 配列 / 文字列の応用
31長方形クラス(面積と周長)
32スタッククラス(push と pop)
33キュークラス(enqueue と dequeue)
34単方向リンクリスト
35二分探索木 (BST) への挿入
36カウンタクラス(機能合成)
37第 5 章クイズ — クラスと OOP
38メモ化フィボナッチ
39DP配列でフィボナッチ
40階段の登り方
41コイン両替最小枚数
420/1 ナップサック問題
43最長共通部分列 (LCS)
44第6章まとめクイズ
45ソート済み 2 配列のマージ
46配列の k 回転
47カッコの妥当性
48ローマ数字を整数に
49整数をローマ数字に
50雨水を溜める
51最終総まとめクイズ
52コンピューターとOSの役割
53OSの歴史(バッチ→マルチタスク→マルチユーザー)
54カーネルとユーザーランド
55システムコールの仕組み
56Linux / macOS / Windows のアーキ比較
57プロセスとは
58スレッドとプロセスの違い
59コンテキストスイッチ
60スケジューラとアルゴリズム
61プロセス間通信(IPC)
62メモリ階層(レジスタ→キャッシュ→RAM→ディスク)
63仮想メモリ
64ページングとスワップ
65mmap とメモリマップトファイル
66ガベージコレクション概要
67ファイルシステムとは
68i-node とディレクトリ
69ext4 / APFS / NTFS の違い
70ジャーナリングと耐障害性
71パーミッションと所有者
72レースコンディション
73Mutex と Semaphore
74デッドロック
75非同期と並行
76イベントループと epoll
77ネットワークとは
78OSI 7階層モデル
79TCP/IP 4階層モデル
80パケットとフレーム
81ルーター・スイッチ・ハブ
82IPアドレス (IPv4 / IPv6)
83サブネットマスクと CIDR
84NAT とプライベートIP
85ルーティングと経路選択
86ファイアウォール基礎
87TCP と UDP の違い
883-way ハンドシェイク
89輻輳制御と再送
90UDP の用途 (DNS / 動画 / ゲーム)
91ポート番号と well-known port
92HTTP の基本
93HTTP メソッド
94HTTPS と TLS ハンドシェイク
95HTTP/2 と HTTP/3 (QUIC)
96REST API の設計原則
97DNS とは
98レコードタイプ
99名前解決の流れ
100DNS キャッシュと TTL
101CDN の仕組みと Anycast
102ロードバランサ (L4 / L7)
103プロキシとリバースプロキシ
104WebSocket とリアルタイム通信
105gRPC と HTTP/2 利用
106データベースとは
107RDB と NoSQL の違い
108データベースの歴史
109エンティティ関係モデル (ER)
110主キー・外部キー・候補キー
111正規化とは何か
112第1正規形
113第2正規形
114第3正規形
115非正規化のトレードオフ
116インデックスの役割
117B-tree の仕組み
118B+tree(実際の DB 実装)
119ハッシュインデックス
120カバリングインデックス
121トランザクションとは
122ACID 特性
123分離レベル
124MVCC(マルチバージョン同時実行制御)
125デッドロックと回避
126クエリプランナの役割
127EXPLAIN の読み方
128Nested Loop / Hash / Merge Join
129インデックスチューニング
130統計情報とカーディナリティ
131レプリケーション
132シャーディング
133CAP 定理
134結果整合性
135NewSQL と分散 SQL

コンピューターサイエンス:アルゴリズム / OS / ネットワーク / DB

TCP と UDP の違い

確実さと速さの取り替え

届かなかったことに、送った側は気づけない

ネットワークにデータを流しても、途中で捨てられることがあります。混雑した中継機は、あふれた分を黙って捨てるからです。

困るのは、捨てられたことが送り主に知らされない点です。何も言われないので、送り主は届いたと思い込んだままになります。この不安を引き受けてくれるのが TCP、引き受けないのが UDP です。どちらも同じ段で使える、並んだ選択肢です。

どちらを使うかはアプリを書くときに選びます。選んだ結果はコードの見た目にほとんど現れませんが、うまくいかなかったときの挙動がまるで変わります。

確実に届けるために、TCP が肩代わりしていること

TCP は「必ず、順番どおりに届く」を約束します。約束を守るために、内部で次のことをしています。

  • 送る前に相手と挨拶を交わし、両方向で話が通じることを確かめる
  • 送る塊 1 つ 1 つに通し番号を振り、受け取り側で順番に並べ直す
  • 受け取り側に「ここまで受け取った」と返事をさせ、返事が来ない分を送り直す
  • 混雑を検知したら、送る速度を自分から落とす

書く側は、この仕組みを一切意識しません。送ったデータは届く、順番も守られる、という前提でコードを書けます。Web の通信がそのまま TCP に乗っているのも、面倒を全部下に押し付けられるからです。

見落としやすいのは、これらが全部、送り主と受け取り側の 2 者だけで完結している点です。途中の中継機は何も手伝いません。混んでいると教えてもくれないし、落とした分を覚えてもいません。両端だけで辻褄を合わせる設計だからこそ、どんな回線の上でも同じように動きます。

約束しないほうが速い場面がある

UDP は逆です。挨拶をせず、通し番号を振らず、返事も待たず、送り直しもしません。宛先を書いて投げたら終わりです。

TCPUDP
送る前の挨拶あるない
届かなかったとき送り直す諦める
順番並べ直す届いた順のまま
荷札の大きさ20 バイト以上8 バイト

一見すると劣化版ですが、そうではありません。TCP は順番を守るために、後ろの塊が先に届いていても、前の塊が届くまで上のアプリへ渡さずに待たせます。通話や対戦ゲームでは、この待ち時間そのものが致命傷になります。1 コマ落ちた過去を取り戻すより、いまの音と映像を先に進めたい。そういう場面では、諦める設計のほうが体感がはっきり良くなります。

「速い遅い」の差ではなく、「何を諦めるか」の差だと捉えてください。守りたいものが到達なら TCP、いまこの瞬間なら UDP です。そして UDP を選んだ場合、落ちた分の後始末はアプリ側の仕事になります。何もしなくていいわけではありません。

実際の選び方はほぼ決まっています。作るものが Web サービスや API なら、意識せずとも TCP に乗ります。UDP を自分で選ぶのは、通話や配信、対戦ゲームのように待ち時間が致命的な場面か、既存のやり方では遅すぎると実測で分かったときです。まず TCP、理由があるときだけ UDP、という順番で考えてください。

このレッスンに出てくる用語

意味があいまいなまま進んだ語は、ここから読み直せます。

  • 設計何をどう作るかを決める前工程
  • エンドポイント「この URL を叩くとこの機能が動く」入口の住所
  • APIアプリ間でデータをやり取りする窓口
生田 陸人
監修生田 陸人
ゆめさくエンジニア / 現役ソフトウェアエンジニア監修者プロフィールを見る →
編集 ゆめさく編集部·公開 2026/05/27·更新 2026/08/26

関連レッスン

  • 3-way ハンドシェイク

    TCP コネクションを確立する SYN/SYN-ACK/ACK の流れを学びます。

  • 輻輳制御と再送

    TCP が混雑時にスループットを調整する仕組みを理解します。

  • UDP の用途 (DNS / 動画 / ゲーム)

    TCP より UDP が選ばれる代表的な用途とその理由を学びます。

  • ポート番号と well-known port

    ポート番号の役割と、HTTP(80)/HTTPS(443) などの well-known port を整理します。

分からないところは Tap (AI先生) に質問できます

24 時間いつでも、あなたのレベルに合わせて日本語で答えます。

復習ミニクイズ

UDP が選ばれる典型的なユースケースはどれですか