13-EFT.WP.Methods.SimStack v1.0 | 第11章 复现实验与管线合规

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第11章 复现实验与管线合规

I. 范围与目标

• 本章给出可复现仿真与观测拟合全流程的合规要求与工件标准，覆盖环境锁定、数据与口径冻结、运行证明与发布门限。
• 目标：以“管线卡 + 参数卡 + 环境锁 + 运行佐证”为最小复现集，确保在给定资源与时基口径下可重复得到统计等价结果；若不达标，提供证伪与整改路径。

II. 术语与符号

1. 工件与卡片
   PipeCard（管线卡），ParamCard（参数卡），EnvLock（环境锁），Attest（运行证据），FitArtifact（拟合发布物）。
2. 复现等级
   CL0（可运行）、CL1（参数复现）、CL2（统计复现）、CL3（按位复现）。
3. 结果等价度量
   • 数值字段：eps_rel = ||y' - y||_2 / ||y||_2，eps_abs = ||y' - y||_∞。
   • 谱量：Delta_S(f) = | S'_xx(f) - S_xx(f) |，窗口按 U_w 与 ENBW 对齐。
   • 到达时：Delta_T = | T'_arr - T_arr |，同时发布 delta_form。
4. 时间与口径
   • 时基映射 ts = alpha + beta * tau_mono；到达时两口径 T_arr.general 与 T_arr.factorized，差异 delta_form。
   • 路径与测度：gamma(ell) 与 d ell。

III. 公设与最小方程（P61-/S62-）

1. P61-30（最小复现集）
   任何对外发布必须包含 {PipeCard, ParamCard, EnvLock, Attest} 与对齐清单（单位、时基、路径口径）。
2. P61-31（统计优先）
   优先保证 CL2（统计复现）达标；若需 CL3（按位复现），须声明 fp_mode、并行归约与随机源。
3. P61-32（口径锁定）
   未冻结单位、H(*) 观测映射、alpha/beta、c_ref、gamma(ell) 前，禁止变更 ParamCard。
4. P61-33（证伪优先）
   若 eps_rel 或 Delta_T 越过门限，先检查 delta_form 与时基对齐，而非调参掩蔽。
5. S62-80（等价判据）
   • 数值等价：满足 ( eps_rel ≤ gate_rel ) AND ( eps_abs ≤ gate_abs )。
   • 谱等价：max_f Delta_S(f) ≤ gate_spec。
   • 到达时等价：Delta_T ≤ gate_T 且 |delta_form| ≤ gate_form。
6. S62-81（随机源与确定性）
   声明 seed、rng_family、并行次序与归约策略；按位复现需 rng_stream 划分与固定 reduce(order="pairwise") 或 reduce(kahan)。
7. S62-82（环境锁定方程）
   环境哈希 H_env = sha256( oci_digest || deps.lock || sys.meta )；按位复现要求 H'_env = H_env。
8. S62-83（口径不可变性）
   观测映射 H 与时基 (alpha,beta)、两口径 T_arr.* 若变更，视为新口径；旧结果不得与新结果混用。
9. S62-84（合规评分）
   复现评分 Score = w1*(1 - eps_rel) + w2*(1 - Delta_S_norm) + w3*(1 - Delta_T_norm)，w1+w2+w3=1，用于基准对比与门控。

IV. 数据与清单口径

1. PipeCard（必填要素）
   • graph = G = (V,E)，stage.io，H.id，timebase.{alpha,beta}，paths.gamma.list，c_ref，units.*，TS.* 观测点。
   • 资源策略：cap，quota，placement.policy，hb/bp 语义对齐《第3章》《第7章》。
2. ParamCard
   theta.init，theta.map，pri(theta)，bnds，controller（步长、CFL、误差门），fp_mode，reduce 策略。
3. EnvLock
   • oci_digest，deps.lock，sys.meta（内核、指令集、BLAS/FFT 族与版本），compiler.flags。
   • 可选 driver/runtime 摘要（如 cuda/rocm 版本），统一用英文与纯文本。
4. Attest
   run.id，H_env，sha256(artifacts)，provenance（调用链、时间戳 ts、tau_mono 参考），r.stats，J，delta_form。
5. 发布要求
   全部字段通过 check_dim(expr)；谱量发布 U_w、ENBW 与窗口函数。

V. 算法与实现绑定（I60-*）

• I60-6 freeze_env(env_spec:dict) -> EnvLock
  生成 EnvLock 与 H_env；若硬件特征缺失，返回错误 E_MISSING_HW_CAP.
• I60-7 generate_pipeline_card(sim_state:any, fit:FitArtifact, opts:dict) -> PipeCard
  从当前拓扑与口径导出 PipeCard，校核单位与时间基。
• I60-8 materialize_pipeline(PipeCard, ParamCard, EnvLock) -> PipeRef
  实例化可运行管线，返回 PipeRef 与放置计划；幂等。
• I60-9 run_with_attestation(PipeRef, seeds:list) -> Attest
  运行并产出 Attest，包含 sha256、J、r.stats、delta_form 与 TS.*。
• I60-10 verify_repro(artifact:any, gates:dict) -> Verdict
  依据 S62-80 判等价并给出等级 CL0..CL3 与 Score。
• I60-11 export_repro_pack(PipeCard, ParamCard, EnvLock, Attest) -> ReproPack
  打包最小复现集，生成发布工件与审计轨索引。

VI. 计量流程与运行图（Mx-66 repro-and-compliance）

• 准备与冻结
  统一单位与口径；调用 I60-6 生成 EnvLock 与 H_env；锁定 PipeCard/ParamCard 的版本与哈希。
• 实例化与干跑
  I60-8 实例化 PipeRef；执行干跑校核 TS.* 观测点是否齐全，check_dim(expr) 通过。
• 主运行与证据生成
  I60-9 以声明的 seed/rng_stream 运行；落盘 Attest 与所有 sha256(artifacts)。
• 结果等价校验
  与基线对比，调用 I60-10 评估 eps_rel/eps_abs/Delta_S/Delta_T，计算 Score 与 CL* 等级。
• 发布与登记
  I60-11 生成 ReproPack；在 audit.trail 中登记 run.id → H_env → PipeCard@hash → ParamCard@hash。
• 证伪与整改
  若未达标，按优先级检查：delta_form → 时基 (alpha,beta) → H(*) → 噪声口径 S_eta(f) → 环境差异 H'_env；修正后回到步骤 1 或 3。

VII. 验证与测试矩阵

1. 最小必测
   • EnvLock 完整且 H'_env = H_env（若声明 CL3）；PipeCard/ParamCard 哈希可校；TS.* 观测点齐。
   • 等价门：eps_rel ≤ gate_rel，eps_abs ≤ gate_abs，max_f Delta_S(f) ≤ gate_spec，Delta_T ≤ gate_T，|delta_form| ≤ gate_form。
2. 边界场景
   非确定性并行归约（浮点累计误差放大）；跨硬件指令集差异；稀疏路径 gamma(ell) 重权集中；极低 SNR。
3. 退化与回退
   无法 CL3 时，降级 CL2 并扩大统计置信区间；发布原因与补救计划。
4. 预测与交叉复现
   跨节点、跨容器、跨时区复现；对 Mx-65 拟合回路进行留一验证，记录 RMSE_cv/MAE_cv。

VIII. 交叉引用与依赖

• 时间与到达时口径对齐《第5章》《第2章》，两口径并行报告与 delta_form 为强制字段。
• 数据与清单字段严格继承《第6章》，谱量需携带 U_w/ENBW。
• 并发与资源策略引用《第7章》之 TS.* 指标与放置规则。
• 基准与评分与《第9章》一致，发布 BenchmarkReport 的同时附 ReproPack。
• 观测映射与拟合证据接续《第10章》的 FitArtifact 与 H(*)。

IX. 风险、限制与开放问题

• 风险
  未冻结 H(*) 或 alpha/beta 导致伪复现；不同 BLAS/FFT 后端引入隐式非确定性；w_k 路径权重偏置影响 T_arr。
• 限制
  对强非线性或分布漂移场景，CL3 代价过高；统计复现依赖样本量与噪声口径可靠性。
• 开放问题
  面向多路径介质的在线口径证明；跨异构硬件的确定性归约标准化；复现评分 Score 与 SLO 的联合优化。

X. 交付件与版本管理

1. 交付件
   • ReproPack = {PipeCard@hash, ParamCard@hash, EnvLock@hash, Attest, FitArtifact, BenchmarkReport}。
   • 审计索引：audit.trail（run.id → hashes → H_env → gates → CL* → Score）。
2. 版本管理
   • 语义化版本：口径变更（单位、H(*)、alpha/beta、T_arr.*）为主版本跃迁；参数或实现微调为次版本；环境补丁为修订号。
   • 任何跨版本对比必须声明对齐策略与再发布门限。

XI. 本章新增术语与符号（记忆）

• 工件与锁：PipeCard，ParamCard，EnvLock，ReproPack，Attest，H_env。
• 复现等级与评分：CL0..CL3，Score，gate_rel/gate_abs/gate_spec/gate_T/gate_form。
• 等价判据与误差：eps_rel，eps_abs，Delta_S(f)，Delta_T，delta_form。
• 环境与数值策略：fp_mode，reduce(order="pairwise"| "kahan")，rng_family，seed。
• 流程标识：Mx-66，接口：I60-6..I60-11。