13-EFT.WP.Methods.SimStack v1.0 | 第6章 数据模型、清单与落盘

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第6章 数据模型、清单与落盘

I. 范围与目标

• 本章统一仿真与观测的数据对象、清单字段与落盘规约，确保跨层（连续核、离散编织、耦合与推进）与跨设备在同一口径下可复现、可比对、可追溯。
• 目标：固定最小字段集、单位与测度口径，明确窗口化与谱量 S_xx(f) 的发布规则，规定质量门（eps_norm，eps_mass，delta_form，eps_time_map）与版本语义。

II. 术语与符号

1. 时基与路径
   • tau_mono（内部单调时钟），ts（发布时基），线性映射 ts = alpha * tau_mono + beta + epsilon(t)。
   • gamma(ell)，d ell，路径长度 L_gamma = ( ∫_{gamma(ell)} 1 d ell )。
2. 到达时两口径与差异
   T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )；T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell )；delta_form = | · |。
3. 守恒度量
   eps_norm（归一误差），eps_mass（守恒残差）。
4. 谱与窗口
   S_xx(f)，U_w（窗口归一常数），ENBW（等效噪声带宽）。

III. 公设与最小方程（P61-/S62-）

• P61-8（测度与单位显式）
  任一可积量必须在清单中声明域与测度，例如 dV/dS/d ell；所有字段以 SI 单位发布，若非 SI 须提供换算因子。
• P61-9（时基一致发布）
  对外时间戳统一以 ts 发布，同时落盘映射参数 alpha/beta 与不确定度，支持回放到 tau_mono。
• P61-10（两口径并行与差异报告）
  凡发布涉及到达时的产物，必须同时给出两口径 T_arr 与 delta_form。
• S62-30（窗口与 ENBW）
  对离散时间窗 w[n] 与采样率 f_s，ENBW = f_s * ( Σ w[n]^2 ) / ( Σ w[n] )^2；谱量发布需同时给出 window.type、U_w、ENBW。
• S62-31（量纲守恒检查）
  check_dim( ( n_eff / c_ref ) * d ell ) = [T]；check_dim( ∫_V rho dV ) = [M]；未通过不得入湖。

IV. 数据对象与单位（对象层）

• 标量与场
  scalar：如 c_ref；field：如 n_eff(x,t)，rho(x,t)，明确网格与插值口径。
• 路径与事件
  path：gamma(ell) 的参数化、节点集与权重；event：hb 因果有序的离散事件，携带 idempotency_key。
• 谱与统计
  spectrum：S_xx(f) 与窗口属性；stats：mean/std/quantile 等在清单中以窗口定义。

V. 清单最小字段集与 schema 版本（发布层）

• 顶层标识
  artifact.id，artifact.hash，schema.semver，producer，pipeline.rev，run.seed。
• 时基与窗口
  time.ts_unit = s，time.alpha，time.beta，time.r_rms，window.size，window.step，window.type，ENBW。
• 域与测度
  domain.type ∈ [path, volume, area, time, freq]，measure ∈ [d ell, dV, dS, dt, df]，support 与边界条件描述。
• 连续核字段
  n_eff.source/context，c_ref.source，rho.units，S_xx.units，U_w。
• 路径与到达时
  gamma.param（节点坐标与参数化），T_arr.general，T_arr.factorized，delta_form。
• 线程与指标
  TS.latency.p50/p90/p99，TS.throughput.rps，TS.queue.backlog，TS.hb.violations。
• 质量门
  eps_norm，eps_mass，eps_time_map，各自的 threshold 与 status ∈ [pass, fail]。
• 合规与追溯
  audit.trail（事件与补偿摘要），config.hash，env.lock，deps.lock，provenance.inputs[]。

VI. 质量与缺失标注、近独立假设（质量层）

1. 缺失与掩码
   • 数值缺失以 NaN 表示；非数值缺失以标志位 MISSING；被裁剪以 CLIPPED，插值/外推分别 INTERP/EXTRAP。
   • 清单中的 quality.mask.cases 列出上述计数与比例。
2. 近独立假设
   若窗口平均或子样间距大于相关长度，允许以 near_iid = true 标注；需给出相关估计 rho_lag[k] 的证据摘要。
3. 异常值与门限
   发布前执行异常值检出（如 zscore 或分位门）；清单记录 outlier.fraction 与处置策略（保留/裁剪/置换）。

VII. 算法与实现绑定（I60-*）

• I60-11 validate_manifest(manifest:dict, strict:bool) -> QualityReport
  校核单位、测度、时基映射、两口径 T_arr 与质量门，通过则返回 status=pass 与摘要。
• I60-12 write_artifact(obj:any, manifest:dict, fmt:str) -> Uri
  将对象与清单落盘到 fmt ∈ [ndjson, parquet, arrow]，返回内容寻址 Uri。
• I60-13 read_artifact(uri:Uri) -> (obj:any, manifest:dict)
  读回对象与清单，保证往返一致性（哈希与统计摘要一致）。
• I60-14 index_partition(manifest:dict, policy:dict) -> Partitions
  依据 time/day、scenario、domain.type 等策略生成分区键与索引。

VIII. 计量流程与运行图（Mx-6* 对应）

1. Mx-62 conservation-check
   过程
   • 计算 eps_norm 与 eps_mass；
   • check_dim 与单位校核；
   • 质量门判定并写回 QualityReport；
   • 未通过则阻断落盘并回滚。
2. Mx-64 publish-and-ingest
   过程
   • 生成 manifest 与 config.hash；
   • I60-11 校验；
   • I60-12 落盘并 I60-14 建索引；
   • 产出 audit.trail 与看板快照（TS.*）。

IX. 发布指南（命名、单位、版本）

• 命名与编码
  键名使用 lower_snake_case；量与单位分离，如 value 与 unit。
• 单位与量纲
  优先 SI：m, s, kg, A, K, mol, cd；频率 Hz，谱量以 unit^2/Hz。
• 版本与兼容
  schema.semver = MAJOR.MINOR.PATCH；破坏性变更仅在 MAJOR 跳变；清单必须包含兼容层 compat.notes。

X. 验证与测试矩阵

1. 最小必测
   • 单位与量纲：构造 check_dim 通过/失败样例，验证阻断策略；
   • 两口径：常数介质下 delta_form ≈ 0；分段路径下差异稳定；
   • 往返一致：write_artifact 后 read_artifact，统计摘要一致。
2. 边界与极端
   高缺失率与大掩码比例；高抖动时 eps_time_map 门限；极窄窗口导致的高 ENBW。
3. 回归与门限
   锁定基线工况，对比 Δeps_mass、Δdelta_form、ΔTS.latency.p99、ΔENBW 与异常率变化。

XI. 交叉引用与依赖

• 与连续核（第2章）
  发布 n_eff(x,t)、rho(x,t)、S_xx(f) 时必须携带测度与窗口口径；与 T_arr 计算一致。
• 与线程网络（第3章）
  TS.* 指标落盘与事件 hb 记录一致；幂等与补偿摘要纳入 audit.trail。
• 与耦合推进（第4章）
  StepReport 字段映射到清单，含 dt_used/dt_next、eps_norm/eps_mass 与两口径 T_arr。
• 与时间校准（第5章）
  time.alpha/beta/r_rms 与 eps_time_map 为强制字段；锚点与双向估计入清单。

XII. 风险、限制与开放问题

• 风险
  单位混用或隐式测度导致跨卷不可比；未并行发布两口径使到达时不可追溯；窗口归一不当使谱量偏置。
• 限制
  本章不限定具体文件格式实现细节，但必须满足字段与质量门。
• 开放问题
  自适应窗口与 ENBW 的在线估计；跨域数据的统一不确定度传播模型。

XIII. 交付件与版本管理

1. 交付件
   • manifest.template（最小字段集）、quality.policy、ingest.script、dashboard.config(TS.*)。
   • 示例工件：路径到达时清单、谱量发布清单、队列与 SLO 指标清单。
2. 版本管理
   自 v1.0 起冻结关键键名与门限语义；新增字段以向后兼容方式发布，并附迁移指引。

XIV. 本章新增术语与符号（记忆）

• 清单与质量：artifact.id，schema.semver，audit.trail，eps_time_map，QualityReport。
• 窗口与谱：window.size，window.step，window.type，U_w，ENBW，S_xx(f)。
• 路径与到达时：gamma(ell)，d ell，T_arr.general，T_arr.factorized，delta_form。
• 时基映射：alpha，beta，r_rms；事件与幂等：hb，idempotency_key。
• 守恒与门限：eps_norm，eps_mass，check_dim(expr)，TS.*。