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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 $x \rightarrow y$ si 
198 et seulement s'il existe $x \in \Delta f(x)$ tel que $y = \overline{x}^i$.
199 \item Le \emph{graphe des itérations généralisées} de $f$, noté $\textsc{gig}(f)$
200 est le graphe orienté de $\Bool^{\mathsf{N}}$ qui contient un arc $x \rightarrow y$ si 
201 et seulement s'il existe un ensemble $I\subseteq \Delta f(x)$ tel que 
202 $y = \overline{x}^I$. On peut remarquer que ce graphe contient comme 
203 sous-graphe à la fois celui des itérations synchrones et celui 
204 des itérations unaires.
205
206
207 \end{itemize}
208
209
210
211 \begin{xpl}
212 On reprend notre exemple illustratif
213 détaillé à la page~\pageref{xpl:1} avec sa table
214 d'images (\textsc{Table}~\ref{table:xpl:images}).
215 La \textsc{Figure}~\ref{fig:xpl:graphs} donne les trois graphes d'itérations 
216 associés à $f$.
217
218 \begin{figure}%[ht]
219   \begin{center}
220     \subfigure[$\textsc{gis}(f)$]{
221       \begin{minipage}{0.33\textwidth}
222         \begin{center}
223           \includegraphics[scale=0.4]{fsig}
224         \end{center}
225       \end{minipage}
226       \label{fig:fsig}
227     }
228     \subfigure[$\textsc{giu}(f)$]{
229       \begin{minipage}{0.33\textwidth}
230         \begin{center}
231           \includegraphics[scale=0.4]{faig}
232         \end{center}
233       \end{minipage}
234       \label{fig:faig}
235     }   
236     \subfigure[$\textsc{gig}(f)$]{
237       \begin{minipage}{0.33\textwidth}
238         \begin{center}
239           \includegraphics[scale=0.4]{fgig}
240         \end{center}
241       \end{minipage}
242       \label{fig:fgig}
243     }
244   \end{center}
245   \caption{Graphes des itérations de la fonction 
246 $f:\Bool^3 \rightarrow \Bool^3$ telle que  
247 $(x_1, x_2, x_3) \mapsto 
248 ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3,
249 x_1.x_3,
250 x_1 + x_2 + x_3)$.\label{fig:xpl:graphs}
251 On remarque le cycle $((101,111),(111,011),(011,101))$ 
252  à la \textsc{Figure}~(\ref{fig:fsig}).}
253 \end{figure}
254 \end{xpl} 
255
256
257 \subsection{Attracteurs}
258
259 On dit que le point 
260 $x \in \Bool^{\mathsf{N}}$ est un \emph{point fixe} de $f$ si  $x = f (x)$.
261 Les points fixes sont particulièrement intéressants car ils correspondent 
262 aux états stables:
263 dans chaque graphe d'itérations, le point $x$ est un point fixe 
264 si et seulement si il est son seul successeur.
265
266
267
268 Soit un graphe d'itérations (synchrones, unaires ou généralisées)
269 de $f$. 
270 Les \emph{attracteurs}  de ce graphe sont les 
271 plus petits sous-ensembles (au sens de l'inclusion) non vides
272 $A \subseteq \Bool^{\mathsf{N}}$ tels que pour tout arc
273 $x \rightarrow y$, si $x$ est un élément de $A$, alors 
274 $y$ aussi.
275 Un attracteur qui contient au moins deux éléments  est dit \emph{cyclique}.
276 On en déduit qu'un attracteur cyclique ne contient pas de point fixe.
277 En d'autres termes, lorsqu'un système entre dans un attracteur cyclique, 
278 il ne peut pas atteindre un point fixe.
279
280
281 On a la proposition suivante:
282
283
284 \begin{theorem}\label{Prop:attracteur}
285 Le point $x$ est un point fixe si et seulement si 
286 $\{x\}$ est un attracteur du graphe d'itération (synchrone, unaire, généralisé).
287 En d'autres termes, les attracteurs non cycliques de celui-ci 
288 sont les points fixes de $f$.
289 Ainsi pour chaque $x\in \Bool^{\mathsf{N}}$, il existe au moins un chemin 
290 depuis $x$ qui atteint un attracteur.
291 Ainsi tout graphe d'itérations contient toujours au moins un attracteur.
292 \end{theorem}
293
294
295
296 \begin{xpl}
297 Les attracteurs de $\textsc{giu}(f)$ et de $\textsc{gig}(f)$ sont 
298 le point fixe $000$ et l'attracteur cyclique 
299 $\{001, 101,111, 011  \}$. 
300 Les attracteurs de $\textsc{gis}(f)$ sont le point fixe $000$
301 et l'attracteur cyclique $\{011, 101, 111\}$.
302 \end{xpl}
303
304 \subsection{Graphe d'interaction}
305 Les interactions entre les composants du 
306 système peuvent être mémorisées 
307 dans la {\emph{matrice jacobienne discrète}} $f'$.
308 Celle-ci est définie comme étant la fonction  qui  à chaque 
309 configuration $x\in\Bool^{\mathsf{N}}$ associe la matrice de taille 
310 $n\times n$ telle que 
311 \begin{equation}
312 f'(x)=(f'_{ij}(x)),\qquad 
313 f'_{ij}(x)=\frac{f_i(\overline{x}^j){-}f_i(x)}{\overline{x_j}{-}x_j}\qquad (i,j\in[n]).
314 \label{eq:jacobienne}
315 \end{equation}
316 On note que dans l'équation donnant la valeur de $f'_{ij}(x)$, 
317 les termes $f_i(\overline{x}^j)$, $f_i(x)$, 
318 $\overline{x}^j_j$ et $x_j$ sont considérés comme des entiers naturels 
319 égaux à $0$ ou à $1$ et que la différence est effectuée
320  dans $\Z$.
321 Lorsqu'on supprime les signes dans la matrice jacobienne discrète, 
322 on obtient une matrice notée $B(f)$ aussi de taille 
323 ${\mathsf{N}}\times {\mathsf{N}}$.
324 Celle-ci mémorise uniquement 
325 l'existence d'une dépendance de tel élément vis à vis de 
326  tel élément.
327 Elle ne mémorise pas \emph{comment} dépendent les éléments 
328 les uns par rapport aux autres. Cette matrice est nommée 
329 \emph{matrice d'incidence}.  
330
331 \begin{theorem}
332 Si $f_i$ ne dépend pas de $x_j$, alors pour tout $x\in [{\mathsf{N}}]$, 
333 $f_i(\overline{x}^j)$ est égal à  $f_i(x)$, \textit{i.e}, 
334 $f'_{ij}(x)=0$. Ainsi $B(f)_{ij}$ est nulle. La réciproque est aussi vraie.
335 \end{theorem} 
336
337
338
339
340 En outre, les interactions peuvent se  représenter à l'aide d'un 
341 graphe $\Gamma(f)$ orienté et signé défini ainsi: 
342 l'ensemble des sommet %s est 
343 $[{\mathsf{N}}]$ et il existe un arc de $j$ à $i$ de signe
344  $s\in\{-1,1\}$, noté $(j,s,i)$, si $f_{ij}(x)=s$ pour au moins
345 un $x\in\Bool^{\mathsf{N}}$. 
346
347 On note que la présence de 
348 deux arcs de signes opposés entre deux sommets donnés 
349 est possible.
350 % Dans la suite, le graphe signé $G$ sera qualifié de 
351 % \emph{simple} si, pour chaque  $i$, $j$ dans $[n]$,
352 % il existe au plus un arc de $j$ à $i$ dans $G$.
353 Un cycle \emph{positif} (resp. négatif) de $G$
354 est un cycle \emph{élémentaire} qui contient un nombre 
355 pair (resp. impair) d'arcs négatifs. 
356 La \emph{longueur}
357 d'un cycle est le nombre d'arcs qu'il contient.
358
359 \begin{xpl}
360 Pour exprimer la jacobienne discrète de la fonction donnée en exemple,
361 pour chaque $i$, $j$ dans
362 $[3]$ on exprime 
363 $f'_{ij}(x)=
364 \frac
365 {f_i(\overline{x}^j){-}f_i(x)}
366 {\overline{x_j}{-}x_j}$
367 d'après l'équation~(\ref{eq:jacobienne}).
368 % Ainsi 
369 % $$
370 % f'_{12} (x_1,x_2,x_3)=  
371 % \frac
372 % { ((\overline{x_1} + \overline{\overline{x_2}}).x_3)
373 % {-}  
374 % ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
375 % }
376 % {\overline{x_2}{-}x_2} =  \frac{   
377 % ((\overline{x_1} + x_2).x_3)
378 % {-}  
379 % ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
380 % }{\overline{x_2}{-}x_2} .
381 % $$
382 % Évaluons cette fonction de $\Bool^3$ dans $\Z$ en construisant le tableau de toutes ses valeurs.
383 % $$
384 % \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|}
385 % \hline
386 % x_1 &   x_2 &  x_3 &  
387 % (\overline{x_1} + {x_2}).x_3 & (\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3 &   
388 % (\overline{x_1} + {x_2}).x_3 {-} (\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3 & \overline{x_2} {-} x_2  &  
389 % f'_{12} (x_1,x_2,x_3)\\
390 % \hline
391 % 0   &  0    &  0   &  0  & 0 & 0 & 1   & 0 \\\hline
392 % 0   &  0    &  1   &  1  & 1 & 0 & 1   & 0 \\\hline
393 % 0   &  1    &  0   &  0  & 0 & 0 & -1  & 0 \\\hline
394 % 0   &  1    &  1   &  1  & 1 & 0 & -1  & 0 \\\hline
395 % 1   &  0    &  0   &  0  & 0 & 0 & 1   & 0 \\\hline
396 % 1   &  0    &  1   &  0  & 1 & -1 & 1   & -1 \\\hline
397 % 1   &  1    &  0   &  0  & 0 & 0 & -1  & 0 \\\hline
398 % 1   &  1    &  1   &  1  & 0 & 1& -1  & -1 \\\hline
399 % \end{array}
400 % $$
401 % La seule valeur de $f'_{12}$ qui n'est pas nulle est -1, qui est négative.
402 % Le graphe d'interaction contiendra ainsi un arc négatif entre le n{\oe}ud 2 et le n{\oe}ud 1.
403 La \textsc{Figure}~(\ref{fig:f:jacobienne}) explicite la matrice jacobienne discrète de cette fonction.
404
405 Le graphe d'interaction de $f$ s'en déduit directement. Il est donné à la 
406 \textsc{Figure}~(\ref{fig:f:interaction}). 
407 Il possède 
408 un cycle négatif de longueur 1 et 
409 un cycle négatif de longueur 3. 
410 Concernant les cycles positifs, il en possède 
411 un de longueur 1, 
412 deux de longueur 2 
413 et un de longueur 3.
414
415 La matrice d'incidence peut se déduire de la matrice d'interaction en supprimant les signes ou bien 
416 en constatant que $f_1$ dépend des trois éléments $x_1$, $x_2$ et $x_3$ et donc que la première ligne de $B(f)$ 
417 est égale à $1~1~1$. De manière similaire,  $f_2$ (resp. $f_3$) dépend  de 
418 $x_1$ et  de $x_3$ 
419 (resp. dépend de $x_1$, $x_2$ et $x_3$).
420 Ainsi la seconde ligne (resp. la troisième ligne) de $B(f)$ est $1~0~1$ (resp. est $1~1~1$). 
421 La \textsc{Figure}~(\ref{fig:f:incidence}) donne la matrice d'incidence complète. 
422
423 \begin{figure}%[ht]
424   \begin{center}
425      \subfigure[Matrice jacobienne]{
426        \begin{minipage}{0.90\textwidth}
427          \begin{center}
428         $
429         \left(
430           \begin{array}{ccc}
431             \frac{   
432               ((x_1 + \overline{x_2}).x_3)
433               {-}  
434               ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
435             }{\overline{x_1}{-}x_1}
436             &
437             \frac{   
438               ((\overline{x_1} + x_2).x_3)
439               {-}  
440               ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
441             }{\overline{x_2}{-}x_2}
442             &
443             \frac{   
444               ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).\overline{x_3})
445               {-}  
446               ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3) 
447             }{\overline{x_3}{-}x_3} 
448 \\
449 \\
450             \frac{\overline{x_1}.x_3 {-} x_1.x_3}{\overline{x_1}{-}x_1}
451              & 0 & 
452 \frac{{x_1}.\overline{x_3} {-} x_1.x_3}{\overline{x_3}{-}x_3}
453  \\
454 \\
455             \frac{(\overline{x_1}+x_2+x_3){-}(x_1+x_2+x_3)}{\overline{x_1}{-}{x_1}} &
456             \frac{(x_1+\overline{x_2}+x_3){-}(x_1+x_2+x_3)}{\overline{x_2}{-}{x_2}} &
457             \frac{(x_1+x_2+\overline{x_3}){-}(x_1+x_2+x_3)}{\overline{x_3}{-}{x_3}} 
458           \end{array}
459         \right)
460         $
461          \end{center}
462        \end{minipage}
463        \label{fig:f:jacobienne}
464      } 
465     ~ 
466     \subfigure[Graphe d'interaction]{
467       \begin{minipage}{0.45\textwidth}
468       \begin{center}
469         \includegraphics[scale=0.5]{gf}
470       \end{center}
471       \label{fig:f:interaction}
472     \end{minipage}
473     }
474     
475     \subfigure[Matrice d'incidence]{
476       \begin{minipage}{0.45\textwidth}
477         \begin{center}
478           $
479           B(f) =
480           \left(
481             \begin{array}{ccc}
482               1 & 1 & 1 \\
483               1 & 0 & 1 \\
484               1 & 1 & 1 
485             \end{array}
486           \right)
487           $
488         \end{center}
489         \label{fig:f:incidence}
490     \end{minipage}
491   }
492 \end{center}  
493 \caption{Représentations des dépendances entre les éléments 
494 de la fonction 
495 $f:\Bool^3 \rightarrow \Bool^3$ telle que  
496 $(x_1, x_2, x_3) \mapsto 
497 ((\overline{x_1} + \overline{x_2}).x_3,
498 x_1.x_3,
499 x_1 + x_2 + x_3)$}
500 \end{figure}
501 \end{xpl}
502
503
504
505
506 Soit $P$ une suite d'arcs de $\Gamma(f)$ de la forme
507 \[
508 (i_1,s_1,i_2),(i_2,s_2,i_3),\ldots,(i_r,s_r,i_{r+1}).
509 \]
510 Alors, $P$ est dit un chemin de $\Gamma(f)$ de longueur $r$ et de signe
511 $\Pi_{i=1}^{r}s_i$ et  $i_{r+1}$ est dit accessible depuis
512 $i_1$. 
513 $P$ est un {\emph{circuit}} si $i_{r+1}=i_1$ et si les sommets
514 $i_1$,\ldots $i_r$ sont deux à deux disjoints.
515 Un sommet $i$ de $\Gamma(f)$ a une {\emph{boucle}} 
516 positive (resp. négative) , si $\Gamma(f)$ a un 
517 arc positif (resp. un arc négatif) de $i$ vers lui-même.
518
519
520
521 \subsection{Conditions de convergence}\label{sec:Robert:async}
522
523 Parmi les itérations unaires caractérisées par leurs stratégies
524 $S=(s^t)^{t \in \Nats}$ d'éléments appartenant à $[{\mathsf{N}}]$,
525 sont jugées intéressantes 
526 celles qui activent au moins une fois
527 chacun des $i\in[{\mathsf{N}}]$. Dans le cas contraire, un élément n'est jamais modifié. 
528
529 Plus formellement, une séquence finie $S=(s^t)^{t \in \Nats}$
530 est dite \emph{complète} relativement à $[{\mathsf{N}}]$ si 
531 tout indice de $[{\mathsf{N}}]$
532 s'y retrouve au moins une fois.
533
534 Parmi toutes les stratégies unaires de 
535 $[{\mathsf{N}}]^{\Nats}$, on qualifie de:
536 \begin{itemize}
537 \item \emph{périodiques} celles 
538 qui sont constituées par une répétition indéfinie 
539 d'une même séquence $S$ complète relativement à $[{\mathsf{N}}]$.
540 En particulier toute séquence périodique est complète.
541 \item \emph{pseudo-périodiques} celles 
542 qui sont constituées par une succession indéfinie de séquences 
543 (de longueur éventuellement variable non supposée bornée) complètes.
544 Autrement dit dans chaque stratégie pseudo-périodique, chaque indice de
545 $1$ à ${\mathsf{N}}$ revient indéfiniment.
546 \end{itemize}
547
548
549 François Robert~\cite{Rob95}
550 a énoncé en 1995 le théorème suivant de convergence 
551 dans le mode des itérations unaires.
552
553 \begin{theorem}\label{Th:conv:GIU}
554 Si le graphe $\Gamma(f)$ n'a pas de cycle et si la stratégie unaire est
555 pseudo-périodique, alors tout chemin de $\textsc{giu}(f)$ atteint 
556 l'unique point fixe $\zeta$ en au plus ${\mathsf{N}}$ pseudo-périodes.
557 \end{theorem}
558
559 Le qualificatif \emph{pseudo-périodique} peut aisément 
560 s'étendre aux stratégies généralisées comme suit.
561 Lorsqu'une stratégie généralisée est constituée d'une 
562 succession indéfinie de séquences de parties de $[{\mathsf{N}}]$ 
563 dont l'union est $[{\mathsf{N}}]$, cette stratégie est {pseudo-périodique}.
564 J. Bahi~\cite{Bah00} a démontré le théorème suivant:
565
566 \begin{theorem}\label{Th:Bahi}
567 Si le graphe $\Gamma(f)$ n'a pas de cycle et si la stratégie généralisée
568 est pseudo-périodique alors
569 tout chemin de $\textsc{gig}(f)$ (et donc de $\textsc{giu}(f)$) 
570 finit par atteindre
571 l'unique point fixe $\zeta$. 
572 \end{theorem}
573
574 % \section{Distance sur l'espace $\llbracket 1;n\rrbracket^{\Nats}\times \Bool^n$}\label{sub:metric}
575 % On considère l'espace $\mathcal{X}=\llbracket 1;n\rrbracket^{\Nats}\times
576 % \Bool^n$ et
577 % on définit la distance $d$ entre les points $X=(s,x)$ et
578 % $X'=(s',x')$ de $\mathcal{X}$ par 
579 % \[
580 % d(X,X')= d_H(x,x')+d_S(s,s'),~\textrm{où}~
581 % \left\{
582 % \begin{array}{l}
583 % \displaystyle{d_H(x,x')=\sum_{i=1}^n |x_i-x'_i|}\\[5mm] 
584 % \displaystyle{d_S(s,s')=\frac{9}{n}\sum_{t\in\Nats}\frac{|s_t-s'_t|}{10^{t+1}}}.
585 % \end{array}
586 % \right.\,.
587 % \]
588 % On note que dans le calcul de $d_H(x,x')$-- 
589 % appelée \gls{distanceHamming} (cf. glossaire) entre $x$ et $x'$-- 
590 % les termes $x_i$ et $x'_i$ sont considérés comme des entiers naturels 
591 % égaux à $0$ ou à $1$ et que le calcul est effectué dans $\Z$.
592 % De plus, la \gls{partieentiere} (cf. glossaire) 
593 % $\lfloor d(X,X')\rfloor$ est égale à $d_H(x,x')$ soit la distance 
594 % de Hamming entre $x$ et $x'$. 
595 % %D'autre part, $d(X,X')-\lfloor d(X,X')\rfloor=d_S(s,s')$ 
596 % %mesure la différence entre $s$ et $s'$.
597 % On remarque que la partie décimale est inférieure à $10^{-l}$ si
598 % et seulement si les $l$ premiers termes des deux stratégies sont égaux. 
599 % De plus, si la 
600 % $(l+1)^{\textrm{ème}}$ décimale  
601 % de $d_S(s,s')$ 
602 % n'est pas nulle, alors $s_l$ est différent de  $s'_l$. 
603
604 % On a  démontré que pour toute fonction booléenne $f$, 
605 % $G_f$ est continue sur $\mathcal{X}$ (cf annexe~\ref{anx:cont}).   
606