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1
2 \JFC{Chapeau chapitre à faire}
3
4
5
6 % Cette section énonce quelques notions suffisantes 
7 % à la compréhension de ce document.
8 % Elle commence par formaliser ce que sont les systèmes dynamiques booléens 
9 % (section \ref{sub:sdd}) 
10 % et montre comment en extraire leur graphe d'itérations (section~\ref{sub:grIter})
11 % et d'interactions (section~\ref{sub:sdd:inter}). 
12 % Elle se termine en définissant une distance sur l'espace 
13 % $\llbracket 1;n\rrbracket^{\Nats}\times \Bool^n$ (section~\ref{sub:metric}).
14
15
16
17
18 On considère l'espace booléen 
19 $\Bool=\{0,1\}$
20 muni des opérateurs binaires 
21 de disjonction \og +\fg{},
22 de conjonction \og . \fg{} et
23 unaire de négation \og $\overline{\mathstrut\enskip}$ \fg{}.
24
25
26 Soit ${\mathsf{N}}$ un entier naturel.
27 On introduit quelques notations à propos d'éléments de $\Bool^{\mathsf{N}}$. 
28 L'ensemble $\{1,\dots, {\mathsf{N}}\}$ sera par la suite noté $[{\mathsf{N}}]$.
29 Le $i^{\textrm{ème}}$ composant d'un élément 
30 $x \in \Bool^{\mathsf{N}}$ s'écrit  $x_i$.
31 Si l'ensemble $I$ est une partie de $[{\mathsf{N}}]$, alors 
32 $\overline{x}^I$ est l'élément $y\in  \Bool^{\mathsf{N}}$
33 tel que $y_i = 1 - x_i$ si $i\in I$ et  
34 $y_i = x_i$ sinon. 
35 On considère les deux abréviations $\overline{x}$ pour $\overline{x}^{[{\mathsf{N}}]}$ 
36 (chaque composant de $\overline{x}$ est nié:
37 c'est une négation composante à composante)
38 et $\overline{x}^i$ pour $\overline{x}^{\{i\}}$ pour $i \in [{\mathsf{N}}]$
39 (seul $x_i$ est nié dans $\overline{x}$).
40 Pour tout $x$ et  $y$ dans  $\Bool^{\mathsf{N}}$, l'ensemble 
41 $\Delta(x, y)$,  contient les $i \in [{\mathsf{N}}]$
42 tels que $x_i \neq y_i$.
43 Soit enfin $f : \Bool^n \rightarrow \Bool^{\mathsf{N}}$. Son $i^{\textrm{ème}}$ composant
44 est nommé $f_i$ qui est une fonction de $\Bool^{\mathsf{N}}$ dans $\Bool$.
45 Pour chaque 
46 $x$ dans $\Bool^{\mathsf{N}}$, l'ensemble 
47 $\Delta f(x)$ est défini par $\Delta f(x) = \Delta(x,f(x))$.
48 On peut admettre que $f (x) = \overline{x}^{\Delta f(x)}$ .
49
50 \begin{xpl}\label{xpl:1}
51 On considère ${\mathsf{N}}= 3$ et $f:\Bool^3 \rightarrow \Bool^3$ telle que
52 $f(x)=(f_1(x),f_2(x),f_3(x))$ avec  
53 $$\begin{array}{rcl}
54 f_1(x_1, x_2, x_3) &=& (\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3 \textrm{, }\\
55 f_2(x_1, x_2, x_3) &= &x_1.x_3 \textrm{ et }\\
56 f_3(x_1, x_2, x_3) &=& x_1 + x_2 + x_3.
57 \end{array}
58 $$
59
60 \begin{table}[ht]
61 $$
62 \begin{array}{|l|l|l||c|c|c|}
63 \hline
64 \multicolumn{3}{|c||}{x} & 
65 \multicolumn{3}{|c|}{f(x)} \\
66 \hline
67 x_1 & x_2 & x_3 & 
68 f_1(x) & f_2(x) & f_3(x) \\
69 \hline
70 0& 0 & 0 & 0 & 0  & 0 \\
71 \hline 
72 0& 0 & 1 & 1 &  0 & 1\\
73 \hline 
74 0& 1 & 0 & 0 & 0& 1\\
75 \hline 
76 0& 1 & 1 & 1 & 0& 1\\
77 \hline 
78 1& 0 & 0 & 0 & 0& 1\\
79 \hline 
80 1& 0 & 1 & 1 & 1& 1\\
81 \hline 
82 1& 1 & 0 & 0 & 0& 1\\
83 \hline 
84 1& 1 & 1 & 0 & 1& 1\\
85 \hline 
86 \end{array}
87 $$
88 \caption{Images de 
89 $(x_1, x_2, x_3) \mapsto 
90 ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3,
91 x_1.x_3,
92 x_1 + x_2 + x_3)$ \label{table:xpl:images}}
93 \end{table}
94
95 La \textsc{Table}~\ref{table:xpl:images} donne l'image de chaque élément
96 $x \in \Bool^3$.
97 Pour $x=(0,1,0)$ les assertions suivantes se déduisent directement du tableau:
98 \begin{itemize}
99 \item $f(x)=(0,0,1)$;
100 \item pour $I=\{1,3\}$, $\overline{x}^{I} = (1,1,1)$ et 
101   $\overline{x} = (1,0,1)$; 
102 \item $\Delta(x,f(x)) = \{2,3\}$.
103 \end{itemize}
104
105 \end{xpl}
106
107 \subsection{Réseau booléen}
108 Soit $n$ un entier naturel représentant le nombre 
109 d'éléments étudiés (gènes, protéines,\ldots).
110 Un réseau booléen  est 
111 défini à partir d'une fonction booléenne:
112 \[
113 f:\Bool^{\mathsf{N}}\to\Bool^{\mathsf{N}},\qquad x=(x_1,\dots,x_{\mathsf{N}})\mapsto f(x)=(f_1(x),\dots,f_{\mathsf{N}}(x)),
114 \]
115 et un  {\emph{schéma itératif}} ou  encore \emph{mode de  mise à jour}. À  partir d'une configuration initiale $x^0\in\Bool^{\mathsf{N}}$,  la suite $(x^{t})^{t
116   \in  \Nats}$ des  configurations  du  système est  construite  selon l'un  des
117 schémas suivants :
118 \begin{itemize}
119 \item \textbf{Schéma parallèle  synchrone :} basé sur la  relation de récurrence
120   $x^{t+1}=f(x^t)$. Tous  les $x_i$, $1 \le  i \le {\mathsf{N}}$,  sont ainsi mis à  jour à
121   chaque itération en utilisant l'état global précédent du système $x^t$.
122 \item \textbf{Schéma  unaire :} ce schéma  est parfois 
123   qualifié de chaotique 
124   dans  la littérature. 
125   Il  consiste à modifier la valeur 
126   d'un unique élément $i$,  $1 \le i \le  {\mathsf{N}}$, à
127   chaque itération. Le choix de l'élément qui est modifié à chaque itération est
128   défini  par une  suite 
129   $S  = \left(s^t\right)^{t \in  \mathds{N}}$ qui est  une séquence
130   d'indices dans $[{\mathsf{N}}]$. Cette suite est appelée \emph{stratégie unaire}. 
131   Il est basé sur la relation définie pour tout $i \in [{\mathsf{N}}]$ par
132   
133 \begin{equation}
134   x^{t+1}_i=
135   \left\{ \begin{array}{l}
136       f_i(x^t) \textrm{ si } i=s^t, \\
137       x^t_i\textrm{ sinon.}
138     \end{array}
139   \right.
140 \label{eq:schema:unaire}
141 \end{equation}
142
143
144
145 \item \textbf{Schéma généralisé:}  dans ce schéma, ce sont les valeurs  
146   d'un ensemble d'éléments de $[{\mathsf{N}}]$ qui sont modifiées à  chaque  itération.
147   Dans  le  cas  particulier où  c'est la valeur d'un  singleton
148   $\{k\}$, $1 \le k  \le {\mathsf{N}}$, qui est modifiée à
149   chaque  itération, on retrouve le
150   mode unaire. Dans le second cas particulier où ce sont les valeurs de 
151   tous les éléments de $\{1, \ldots,  {\mathsf{N}}\}$ qui sont  modifiées
152   à chaque  itération, on retrouve  le mode
153   parallèle.  Ce mode généralise donc les deux modes précédents.  
154   Plus formellement,  à  la  $t^{\textrm{ème}}$
155   itération, seuls les éléments de la partie 
156   $s^{t} \in \mathcal{P}([{\mathsf{N}}])$ sont mis à
157   jour.  La  suite $S  = \left(s^t\right)^{t \in  \mathds{N}}$ est  une séquence
158   de sous-ensembles 
159   de   $[{\mathsf{N}}]$   appelée   \emph{stratégie généralisée}.
160   Il est basé sur la relation définie pour tout $i \in [{\mathsf{N}}]$ par
161   \begin{equation}
162   x^{t+1}_i=
163   \left\{ \begin{array}{l}
164       f_i(x^t) \textrm{ si } i \in s^t, \\
165       x^t_i\textrm{ sinon.}
166     \end{array}
167   \right.
168 \label{eq:schema:generalise}
169 \end{equation}
170
171
172
173
174   \end{itemize}
175
176
177  
178  
179
180 La section suivante détaille comment représenter graphiquement les évolutions de tels réseaux.
181 \subsection{Graphes des itérations}
182
183
184
185 Pour un entier naturel ${\mathsf{N}}$ et une 
186 fonction $f : B^{\mathsf{N}} \rightarrow B^{\mathsf{N}}$, plusieurs évolutions sont possibles
187 en fonction du schéma itératif retenu. 
188 Celles-ci sont représentées par un graphe orienté dont les noeuds 
189 sont les éléments de $\Bool^{\mathsf{N}}$ (voir \textsc{Figure}~\ref{fig:xpl:graphs}).
190
191
192 \begin{itemize}
193 \item Le \emph{graphe des itérations synchrones} de $f$, noté $\textsc{gis}(f)$ 
194 est le graphe orienté de $\Bool^{\mathsf{N}}$ qui contient un arc $x \rightarrow y$ si 
195 et seulement si $y=f(x)$.
196 \item Le \emph{graphe des itérations unaires} de $f$, noté $\textsc{giu}(f)$
197 est le graphe orienté de $\Bool^{\mathsf{N}}$ qui contient un arc $x \rightarrow y$ pour $x \neq$ si 
198 et seulement s'il existe $i \in \Delta f(x)$ tel que $y = \overline{x}^i$.
199 Si $\Delta f(x)$ est vide, on ajoute l'arc $x \rightarrow x$.
200
201 \item Le \emph{graphe des itérations généralisées} de $f$, noté $\textsc{gig}(f)$
202 est le graphe orienté de $\Bool^{\mathsf{N}}$ qui contient un arc $x \rightarrow y$ si 
203 et seulement s'il existe un ensemble $I\subseteq \Delta f(x)$ tel que 
204 $y = \overline{x}^I$. On peut remarquer que ce graphe contient comme 
205 sous-graphe à la fois celui des itérations synchrones et celui 
206 des itérations unaires.
207
208
209 \end{itemize}
210
211
212
213 \begin{xpl}
214 On reprend notre exemple illustratif
215 détaillé à la page~\pageref{xpl:1} avec sa table
216 d'images (\textsc{Table}~\ref{table:xpl:images}).
217 La \textsc{Figure}~\ref{fig:xpl:graphs} donne les trois graphes d'itérations 
218 associés à $f$.
219
220 \begin{figure}%[ht]
221   \begin{center}
222     \subfigure[$\textsc{gis}(f)$]{
223       \begin{minipage}{0.33\textwidth}
224         \begin{center}
225           \includegraphics[scale=0.4]{fsig}
226         \end{center}
227       \end{minipage}
228       \label{fig:fsig}
229     }
230     \subfigure[$\textsc{giu}(f)$]{
231       \begin{minipage}{0.33\textwidth}
232         \begin{center}
233           \includegraphics[scale=0.4]{faig}
234         \end{center}
235       \end{minipage}
236       \label{fig:faig}
237     }   
238     \subfigure[$\textsc{gig}(f)$]{
239       \begin{minipage}{0.33\textwidth}
240         \begin{center}
241           \includegraphics[scale=0.4]{fgig}
242         \end{center}
243       \end{minipage}
244       \label{fig:fgig}
245     }
246   \end{center}
247   \caption{Graphes des itérations de la fonction 
248 $f:\Bool^3 \rightarrow \Bool^3$ telle que  
249 $(x_1, x_2, x_3) \mapsto 
250 ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3,
251 x_1.x_3,
252 x_1 + x_2 + x_3)$.\label{fig:xpl:graphs}
253 On remarque le cycle $((101,111),(111,011),(011,101))$ 
254  à la \textsc{Figure}~(\ref{fig:fsig}).}
255 \end{figure}
256 \end{xpl} 
257
258
259 \subsection{Attracteurs}
260
261 On dit que le point 
262 $x \in \Bool^{\mathsf{N}}$ est un \emph{point fixe} de $f$ si  $x = f (x)$.
263 Les points fixes sont particulièrement intéressants car ils correspondent 
264 aux états stables:
265 dans chaque graphe d'itérations, le point $x$ est un point fixe 
266 si et seulement si il est son seul successeur.
267
268
269
270 Soit un graphe d'itérations (synchrones, unaires ou généralisées)
271 de $f$. 
272 Les \emph{attracteurs}  de ce graphe sont les 
273 plus petits sous-ensembles (au sens de l'inclusion) non vides
274 $A \subseteq \Bool^{\mathsf{N}}$ tels que pour tout arc
275 $x \rightarrow y$, si $x$ est un élément de $A$, alors 
276 $y$ aussi.
277 Un attracteur qui contient au moins deux éléments  est dit \emph{cyclique}.
278 On en déduit qu'un attracteur cyclique ne contient pas de point fixe.
279 En d'autres termes, lorsqu'un système entre dans un attracteur cyclique, 
280 il ne peut pas atteindre un point fixe.
281
282
283 On a la proposition suivante:
284
285
286 \begin{theorem}\label{Prop:attracteur}
287 Le point $x$ est un point fixe si et seulement si 
288 $\{x\}$ est un attracteur du graphe d'itération (synchrone, unaire, généralisé).
289 En d'autres termes, les attracteurs non cycliques de celui-ci 
290 sont les points fixes de $f$.
291 Ainsi pour chaque $x\in \Bool^{\mathsf{N}}$, il existe au moins un chemin 
292 depuis $x$ qui atteint un attracteur.
293 Ainsi tout graphe d'itérations contient toujours au moins un attracteur.
294 \end{theorem}
295
296
297
298 \begin{xpl}
299 Les attracteurs de $\textsc{giu}(f)$ et de $\textsc{gig}(f)$ sont 
300 le point fixe $000$ et l'attracteur cyclique 
301 $\{001, 101,111, 011  \}$. 
302 Les attracteurs de $\textsc{gis}(f)$ sont le point fixe $000$
303 et l'attracteur cyclique $\{011, 101, 111\}$.
304 \end{xpl}
305
306 \subsection{Graphe d'interaction}
307 Les interactions entre les composants du 
308 système peuvent être mémorisées 
309 dans la {\emph{matrice jacobienne discrète}} $f'$.
310 Celle-ci est définie comme étant la fonction  qui  à chaque 
311 configuration $x\in\Bool^{\mathsf{N}}$ associe la matrice de taille 
312 $n\times n$ telle que 
313 \begin{equation}
314 f'(x)=(f'_{ij}(x)),\qquad 
315 f'_{ij}(x)=\frac{f_i(\overline{x}^j){-}f_i(x)}{\overline{x_j}{-}x_j}\qquad (i,j\in[n]).
316 \label{eq:jacobienne}
317 \end{equation}
318 On note que dans l'équation donnant la valeur de $f'_{ij}(x)$, 
319 les termes $f_i(\overline{x}^j)$, $f_i(x)$, 
320 $\overline{x}^j_j$ et $x_j$ sont considérés comme des entiers naturels 
321 égaux à $0$ ou à $1$ et que la différence est effectuée
322  dans $\Z$.
323 Lorsqu'on supprime les signes dans la matrice jacobienne discrète, 
324 on obtient une matrice notée $B(f)$ aussi de taille 
325 ${\mathsf{N}}\times {\mathsf{N}}$.
326 Celle-ci mémorise uniquement 
327 l'existence d'une dépendance de tel élément vis à vis de 
328  tel élément.
329 Elle ne mémorise pas \emph{comment} dépendent les éléments 
330 les uns par rapport aux autres. Cette matrice est nommée 
331 \emph{matrice d'incidence}.  
332
333 \begin{theorem}
334 Si $f_i$ ne dépend pas de $x_j$, alors pour tout $x\in [{\mathsf{N}}]$, 
335 $f_i(\overline{x}^j)$ est égal à  $f_i(x)$, \textit{i.e.}, 
336 $f'_{ij}(x)=0$. Ainsi $B(f)_{ij}$ est nulle. La réciproque est aussi vraie.
337 \end{theorem} 
338
339
340
341
342 En outre, les interactions peuvent se  représenter à l'aide d'un 
343 graphe $\Gamma(f)$ orienté et signé défini ainsi: 
344 l'ensemble des sommet %s est 
345 $[{\mathsf{N}}]$ et il existe un arc de $j$ à $i$ de signe
346  $s\in\{-1,1\}$, noté $(j,s,i)$, si $f_{ij}(x)=s$ pour au moins
347 un $x\in\Bool^{\mathsf{N}}$. 
348
349 On note que la présence de 
350 deux arcs de signes opposés entre deux sommets donnés 
351 est possible.
352 % Dans la suite, le graphe signé $G$ sera qualifié de 
353 % \emph{simple} si, pour chaque  $i$, $j$ dans $[n]$,
354 % il existe au plus un arc de $j$ à $i$ dans $G$.
355 Un cycle \emph{positif} (resp. négatif) de $G$
356 est un cycle \emph{élémentaire} qui contient un nombre 
357 pair (resp. impair) d'arcs négatifs. 
358 La \emph{longueur}
359 d'un cycle est le nombre d'arcs qu'il contient.
360
361 \begin{xpl}
362 Pour exprimer la jacobienne discrète de la fonction donnée en exemple,
363 pour chaque $i$, $j$ dans
364 $[3]$ on exprime 
365 $f'_{ij}(x)=
366 \frac
367 {f_i(\overline{x}^j){-}f_i(x)}
368 {\overline{x_j}{-}x_j}$
369 d'après l'équation~(\ref{eq:jacobienne}).
370 % Ainsi 
371 % $$
372 % f'_{12} (x_1,x_2,x_3)=  
373 % \frac
374 % { ((\overline{x_1} + \overline{\overline{x_2}}).x_3)
375 % {-}  
376 % ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
377 % }
378 % {\overline{x_2}{-}x_2} =  \frac{   
379 % ((\overline{x_1} + x_2).x_3)
380 % {-}  
381 % ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
382 % }{\overline{x_2}{-}x_2} .
383 % $$
384 % Évaluons cette fonction de $\Bool^3$ dans $\Z$ en construisant le tableau de toutes ses valeurs.
385 % $$
386 % \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|}
387 % \hline
388 % x_1 &   x_2 &  x_3 &  
389 % (\overline{x_1} + {x_2}).x_3 & (\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3 &   
390 % (\overline{x_1} + {x_2}).x_3 {-} (\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3 & \overline{x_2} {-} x_2  &  
391 % f'_{12} (x_1,x_2,x_3)\\
392 % \hline
393 % 0   &  0    &  0   &  0  & 0 & 0 & 1   & 0 \\\hline
394 % 0   &  0    &  1   &  1  & 1 & 0 & 1   & 0 \\\hline
395 % 0   &  1    &  0   &  0  & 0 & 0 & -1  & 0 \\\hline
396 % 0   &  1    &  1   &  1  & 1 & 0 & -1  & 0 \\\hline
397 % 1   &  0    &  0   &  0  & 0 & 0 & 1   & 0 \\\hline
398 % 1   &  0    &  1   &  0  & 1 & -1 & 1   & -1 \\\hline
399 % 1   &  1    &  0   &  0  & 0 & 0 & -1  & 0 \\\hline
400 % 1   &  1    &  1   &  1  & 0 & 1& -1  & -1 \\\hline
401 % \end{array}
402 % $$
403 % La seule valeur de $f'_{12}$ qui n'est pas nulle est -1, qui est négative.
404 % Le graphe d'interaction contiendra ainsi un arc négatif entre le n{\oe}ud 2 et le n{\oe}ud 1.
405 La \textsc{Figure}~(\ref{fig:f:jacobienne}) explicite la matrice jacobienne discrète de cette fonction.
406
407 Le graphe d'interaction de $f$ s'en déduit directement. Il est donné à la 
408 \textsc{Figure}~(\ref{fig:f:interaction}). 
409 Il possède 
410 un cycle négatif de longueur 1 et 
411 un cycle négatif de longueur 3. 
412 Concernant les cycles positifs, il en possède 
413 un de longueur 1, 
414 deux de longueur 2 
415 et un de longueur 3.
416
417 La matrice d'incidence peut se déduire de la matrice d'interaction en supprimant les signes ou bien 
418 en constatant que $f_1$ dépend des trois éléments $x_1$, $x_2$ et $x_3$ et donc que la première ligne de $B(f)$ 
419 est égale à $1~1~1$. De manière similaire,  $f_2$ (resp. $f_3$) dépend  de 
420 $x_1$ et  de $x_3$ 
421 (resp. dépend de $x_1$, $x_2$ et $x_3$).
422 Ainsi la seconde ligne (resp. la troisième ligne) de $B(f)$ est $1~0~1$ (resp. est $1~1~1$). 
423 La \textsc{Figure}~(\ref{fig:f:incidence}) donne la matrice d'incidence complète. 
424
425 \begin{figure}%[ht]
426   \begin{center}
427      \subfigure[Matrice jacobienne]{
428        \begin{minipage}{0.90\textwidth}
429          \begin{center}
430         $
431         \left(
432           \begin{array}{ccc}
433             \frac{   
434               ((x_1 + \overline{x_2}).x_3)
435               {-}  
436               ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
437             }{\overline{x_1}{-}x_1}
438             &
439             \frac{   
440               ((\overline{x_1} + x_2).x_3)
441               {-}  
442               ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
443             }{\overline{x_2}{-}x_2}
444             &
445             \frac{   
446               ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).\overline{x_3})
447               {-}  
448               ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
449             }{\overline{x_3}{-}x_3} 
450 \\
451 \\
452             \frac{\overline{x_1}.x_3 {-} x_1.x_3}{\overline{x_1}{-}x_1}
453              & 0 & 
454 \frac{{x_1}.\overline{x_3} {-} x_1.x_3}{\overline{x_3}{-}x_3}
455  \\
456 \\
457             \frac{(\overline{x_1}+x_2+x_3){-}(x_1+x_2+x_3)}{\overline{x_1}{-}{x_1}} &
458             \frac{(x_1+\overline{x_2}+x_3){-}(x_1+x_2+x_3)}{\overline{x_2}{-}{x_2}} &
459             \frac{(x_1+x_2+\overline{x_3}){-}(x_1+x_2+x_3)}{\overline{x_3}{-}{x_3}} 
460           \end{array}
461         \right)
462         $
463          \end{center}
464        \end{minipage}
465        \label{fig:f:jacobienne}
466      } 
467     ~ 
468     \subfigure[Graphe d'interaction]{
469       \begin{minipage}{0.45\textwidth}
470       \begin{center}
471         \includegraphics[scale=0.5]{gf}
472       \end{center}
473       \label{fig:f:interaction}
474     \end{minipage}
475     }
476     
477     \subfigure[Matrice d'incidence]{
478       \begin{minipage}{0.45\textwidth}
479         \begin{center}
480           $
481           B(f) =
482           \left(
483             \begin{array}{ccc}
484               1 & 1 & 1 \\
485               1 & 0 & 1 \\
486               1 & 1 & 1 
487             \end{array}
488           \right)
489           $
490         \end{center}
491         \label{fig:f:incidence}
492     \end{minipage}
493   }
494 \end{center}  
495 \caption{Représentations des dépendances entre les éléments 
496 de la fonction 
497 $f:\Bool^3 \rightarrow \Bool^3$ telle que  
498 $(x_1, x_2, x_3) \mapsto 
499 ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3,
500 x_1.x_3,
501 x_1 + x_2 + x_3)$}
502 \end{figure}
503 \end{xpl}
504
505
506
507
508 Soit $P$ une suite d'arcs de $\Gamma(f)$ de la forme
509 \[
510 (i_1,s_1,i_2),(i_2,s_2,i_3),\ldots,(i_r,s_r,i_{r+1}).
511 \]
512 Alors, $P$ est dit un chemin de $\Gamma(f)$ de longueur $r$ et de signe
513 $\Pi_{i=1}^{r}s_i$ et  $i_{r+1}$ est dit accessible depuis
514 $i_1$. 
515 $P$ est un {\emph{circuit}} si $i_{r+1}=i_1$ et si les sommets
516 $i_1$,\ldots $i_r$ sont deux à deux disjoints.
517 Un sommet $i$ de $\Gamma(f)$ a une {\emph{boucle}} 
518 positive (resp. négative) , si $\Gamma(f)$ a un 
519 arc positif (resp. un arc négatif) de $i$ vers lui-même.
520
521
522
523 \subsection{Conditions de convergence}\label{sec:Robert:async}
524
525 Parmi les itérations unaires caractérisées par leurs stratégies
526 $S=(s^t)^{t \in \Nats}$ d'éléments appartenant à $[{\mathsf{N}}]$,
527 sont jugées intéressantes 
528 celles qui activent au moins une fois
529 chacun des $i\in[{\mathsf{N}}]$. Dans le cas contraire, un élément n'est jamais modifié. 
530
531 Plus formellement, une séquence finie $S=(s^t)^{t \in \Nats}$
532 est dite \emph{complète} relativement à $[{\mathsf{N}}]$ si 
533 tout indice de $[{\mathsf{N}}]$
534 s'y retrouve au moins une fois.
535
536 Parmi toutes les stratégies unaires de 
537 $[{\mathsf{N}}]^{\Nats}$, on qualifie de:
538 \begin{itemize}
539 \item \emph{périodiques} celles 
540 qui sont constituées par une répétition indéfinie 
541 d'une même séquence $S$ complète relativement à $[{\mathsf{N}}]$.
542 En particulier toute séquence périodique est complète.
543 \item \emph{pseudo-périodiques} celles 
544 qui sont constituées par une succession indéfinie de séquences 
545 (de longueur éventuellement variable non supposée bornée) complètes.
546 Autrement dit dans chaque stratégie pseudo-périodique, chaque indice de
547 $1$ à ${\mathsf{N}}$ revient indéfiniment.
548 \end{itemize}
549
550
551 François Robert~\cite{Rob95}
552 a énoncé en 1995 le théorème suivant de convergence 
553 dans le mode des itérations unaires.
554
555 \begin{theorem}\label{Th:conv:GIU}
556 Si le graphe $\Gamma(f)$ n'a pas de cycle et si la stratégie unaire est
557 pseudo-périodique, alors tout chemin de $\textsc{giu}(f)$ atteint 
558 l'unique point fixe $\zeta$ en au plus ${\mathsf{N}}$ pseudo-périodes.
559 \end{theorem}
560
561 Le qualificatif \emph{pseudo-périodique} peut aisément 
562 s'étendre aux stratégies généralisées comme suit.
563 Lorsqu'une stratégie généralisée est constituée d'une 
564 succession indéfinie de séquences de parties de $[{\mathsf{N}}]$ 
565 dont l'union est $[{\mathsf{N}}]$, cette stratégie est {pseudo-périodique}.
566 J. Bahi~\cite{Bah00} a démontré le théorème suivant:
567
568 \begin{theorem}\label{Th:Bahi}
569 Si le graphe $\Gamma(f)$ n'a pas de cycle et si la stratégie généralisée
570 est pseudo-périodique alors
571 tout chemin de $\textsc{gig}(f)$ (et donc de $\textsc{giu}(f)$) 
572 finit par atteindre
573 l'unique point fixe $\zeta$. 
574 \end{theorem}
575
576 % \section{Distance sur l'espace $\llbracket 1;n\rrbracket^{\Nats}\times \Bool^n$}\label{sub:metric}
577 % On considère l'espace $\mathcal{X}=\llbracket 1;n\rrbracket^{\Nats}\times
578 % \Bool^n$ et
579 % on définit la distance $d$ entre les points $X=(s,x)$ et
580 % $X'=(s',x')$ de $\mathcal{X}$ par 
581 % \[
582 % d(X,X')= d_H(x,x')+d_S(s,s'),~\textrm{où}~
583 % \left\{
584 % \begin{array}{l}
585 % \displaystyle{d_H(x,x')=\sum_{i=1}^n |x_i-x'_i|}\\[5mm] 
586 % \displaystyle{d_S(s,s')=\frac{9}{n}\sum_{t\in\Nats}\frac{|s_t-s'_t|}{10^{t+1}}}.
587 % \end{array}
588 % \right.\,.
589 % \]
590 % On note que dans le calcul de $d_H(x,x')$-- 
591 % appelée \gls{distanceHamming} (cf. glossaire) entre $x$ et $x'$-- 
592 % les termes $x_i$ et $x'_i$ sont considérés comme des entiers naturels 
593 % égaux à $0$ ou à $1$ et que le calcul est effectué dans $\Z$.
594 % De plus, la \gls{partieentiere} (cf. glossaire) 
595 % $\lfloor d(X,X')\rfloor$ est égale à $d_H(x,x')$ soit la distance 
596 % de Hamming entre $x$ et $x'$. 
597 % %D'autre part, $d(X,X')-\lfloor d(X,X')\rfloor=d_S(s,s')$ 
598 % %mesure la différence entre $s$ et $s'$.
599 % On remarque que la partie décimale est inférieure à $10^{-l}$ si
600 % et seulement si les $l$ premiers termes des deux stratégies sont égaux. 
601 % De plus, si la 
602 % $(l+1)^{\textrm{ème}}$ décimale  
603 % de $d_S(s,s')$ 
604 % n'est pas nulle, alors $s_l$ est différent de  $s'_l$. 
605
606 % On a  démontré que pour toute fonction booléenne $f$, 
607 % $G_f$ est continue sur $\mathcal{X}$ (cf annexe~\ref{anx:cont}).   
608