Vetores e Matrizes (Estruturas Estáticas)
Vetores e matrizes são estruturas de dados estáticas, amplamente utilizadas na linguagem C para armazenar coleções de dados do mesmo tipo. Elas são fundamentais para a implementação de algoritmos numéricos, controle de processos e manipulação de sinais.
Vetores
Um vetor é uma estrutura unidimensional que armazena uma sequência de elementos do mesmo tipo em posições contíguas na memória. Cada elemento é acessado por um índice inteiro.
- Uso comum em algoritmos de controle, buffers de leitura, armazenamento de sinais e tabelas de valores.
- A alocação de memória é fixa: o tamanho do vetor deve ser definido em tempo de compilação.
Matrizes
Matrizes são vetores de duas (ou mais) dimensões, utilizadas para representar dados tabulares ou sistemas com múltiplas variáveis.
- Muito utilizadas em controle multivariável, transformações em sistemas dinâmicos e processamento de imagens e sinais.
- Também possuem tamanho fixo, definido na declaração.
Características das Estruturas Estáticas
- Alocação em tempo de compilação: espaço reservado antes da execução do programa.
- Acesso direto (indexado): leitura e escrita de elementos com alta eficiência.
- Limitação de tamanho: não podem crescer ou reduzir durante a execução.
- Baixo custo computacional: não há sobrecarga de gerenciamento de memória.
Vamos colocar em prática
Olhe ao seu redor e pense em algum problema que possa solucionado ou automatizado que envolve vetores e outro que envolva matrizes. Após definir o problema a ser resolvido, faça um programa em C para solucionar automatizar os problemas para que você possa colocar em prática seus novos conhecimentos sobre matrizes!
Caso desista deste laboratório para casa, poderá ver neste link uma aplicação para vetores e neste outro link para matrizes, mas ver soluções prontas não é o mesmo que resolver por conta própria!
Relevância na Engenharia de Controle e Automação
O uso de vetores e matrizes está diretamente ligado a aplicações como:
- Armazenamento de amostras em sistemas de aquisição de dados;
- Representação de estados em algoritmos de controle;
- Manipulação de sinais em tempo real;
- Implementação de estruturas como filas, buffers circulares e tabelas de calibração.
Mesmo com estruturas dinâmicas disponíveis, vetores e matrizes continuam sendo a base para muitos algoritmos críticos em sistemas embarcados e industriais.