14-EFT.WP.Methods.Inference v1.0 | 第1章 定位、范围与推理等级

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第1章 定位、范围与推理等级

I. 范围与目标

1. 明确本卷“推理（Inference）”的对象域：以已训练参数 theta 与固定推理图 Graph(theta) 为中心，覆盖离线批推理、在线流式推理与边缘/中心混布的运行形态；不含训练与标注流程，但要求与训练-验证口径严格对齐。
2. 面向读者：模型与平台工程师、计量与合规负责人、运维与发布负责人、第三方验证方。
3. 产出物与通过标准：
   • 产出物：InferPipelineCard、ParamCard、BenchReport、ConsistencyReport、CalibReport、ReleaseBundle。
   • 通过标准（见本章“推理等级”）：以 gate.inf 判定；核心度量含精度、校准、一致性与 SLO。示例综合门：
     gate.inf: pass iff ( acc >= acc_min ) ∧ ( ECE <= tau_ece ) ∧ ( delta_offon <= tau_offon ) ∧ ( TS.latency_p95 <= tau_lat ) ∧ ( TS.error <= tau_err )。

II. 术语与符号

• 概率与风险：x，y，theta，y_hat，p(y | x, theta)，p(theta)，R_emp，R_exp，L(y, y_hat)。
• 校准与不确定性：ECE，MCE，NLL，mean，var，quantile(q)。
• 一致性与评分：delta_offon = ( norm( y_hat_off - y_hat_on ) / norm( y_hat_off ) )，R_infer = 1 - delta_offon，score_inf。
• 运行与可观测性：TS.latency，TS.thrpt，TS.error，TS.sla_violation，budget.cpu/gpu/mem/power。
• 环境与追溯：EnvLock，hash(·)，fingerprint，anchor，seed。
• 冲突名强制与复用口径：T_fil 仅指张力；T_trans 仅指透射系数；n 为数密度，n_eff 为有效折射率；含积分与除号的表达一律加括号并声明路径 gamma(ell) 与测度 d ell。到达时两口径沿用：T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell ) 与 T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell )。

III. 公设与最小方程

• P41-1 等价推理公设（固定图与锁定环境）
  y_hat_off ≈ y_hat_on，差异以 delta_offon 计量并受门限约束。在 EnvLock 与固定 Graph(theta) 下，对同一输入 x 与同一 seed，离线与在线推理经时基对齐后给出等价输出分布：
• P41-2 时基对齐公设
  推理时间映射 ts = alpha + beta * tau_mono，所有线上度量先映射至共同时基后再比较。
• S42-1 风险最小化与误差分解
  R_emp = ( 1/N ) * Σ_{i=1..N} L( y_i, y_hat_i )；R_exp = E_{p(x,y)}[ L( y, y_hat ) ]；在推理阶段报告 R_emp 与相对漂移 delta_R = ( R_emp_new - R_emp_ref ) / R_emp_ref。
• S42-2 校准一致性
  ECE = Σ_{b=1..B} ( n_b / N ) * | conf_b - acc_b |；需声明分桶法、B 与计量窗口。
• S42-3 一致性与综合评分
  score_inf = w_acc * acc + w_cal * ( 1 - ECE ) + w_cons * R_infer + w_lat * ( 1 - norm_lat ) + w_err * ( 1 - TS.error )，权重 w_* 与归一化法随 BenchReport 发布。R_infer = 1 - delta_offon；综合评分示例：

IV. 数据与清单口径

1. 输入/输出口径最小字段集：
   • 输入：id，ts，features，source，window = [t0, t1]，hash(features)。
   • 输出：y_hat，uncertainty = {mean,var,quantile}，ts_out，routing，fingerprint(Graph,theta)。
2. 追溯与合规：
   每次推理须落 Provenance：EnvLock，Graph(theta) 指纹，ParamCard 摘要，seed，rng_family，以及 hash(·) 链接数据湖条目。
3. 特征一致性契约：
   训练-推理需共享同一规范化算子与量纲校核 check_dim(expr)；若发生替换，需在 ChangeLog 中标注兼容旗标与迁移窗口。

V. 算法与实现绑定

1. I40-* 原型（本章锚定）：
   • I40-1 build_inference_graph(spec:dict) -> Graph
   • I40-2 load_artifacts(anchor:str) -> Runtime
   • I40-3 run_inference(rt:Runtime, inputs:any, opts:dict) -> outputs:any
   • I40-10 compare_offline_online(off:any, on:any, policy:dict) -> ConsistencyReport
2. 幂等与异常契约：
   同一 EnvLock、anchor、seed 与输入集重复调用 I40-3 应幂等；若非确定性算子存在，需在 opts: { nondet_guard:true } 下启用确定性路径或报告 E_NONDETERMINISM。

VI. 计量流程与运行图

• Mx-41 构建与锁定
  构建 Graph(theta) → 生成 EnvLock → 落 InferPipelineCard 与 ParamCard。
• Mx-42 离线评测
  在基准集上产出 BenchReport：记录 acc，R_emp，ECE，资源占用与 TS.* 影子指标。
• Mx-43 线上灰度
  canary 策略：并行双跑，计算 delta_offon，产出 ConsistencyReport，触发 gate.inf。
• Mx-44 发布与归档
  通过门后签名发布，生成 ReleaseBundle，归档 fingerprint 与 ChangeLog 条目。

VII. 验证与测试矩阵

• 最小必测用例：
  正常样本、边界样本（缺失、异常值、极端分布）、延迟峰值窗口、资源紧张窗口。
• 一致性与校准：
  delta_offon <= tau_offon；ECE <= tau_ece；NLL <= tau_nll；所有阈值需声明置信度与计量窗口。
• SLO 与可用性：
  TS.latency_p95 <= tau_lat；TS.error <= tau_err；出现违反触发降级与回退。
• 物理/谱一致性（如适用）：
  序列/信号类任务需检查 var( x ) ≈ ( ∫ S_xx(f) df )，并报告 delta_psd。

VIII. 交叉引用与依赖

• 口径与术语：见《Core.Terms》《Core.DataSpec》《Core.Metrology》。
• 并发与可观测性：见《Core.Threads》之 TS.* 字段。
• 复现与发布：见《EFT.WP.Methods.Repro》之第3章（公设）、第8章（评分）、第9章（运行与发布）、第12章（验收发布）、第13章（变更策略）。

IX. 风险、限制与开放问题

• 非确定性源：GPU 原子序、并行归约、随机化算子；需以确定性替代或报告 E_NONDETERMINISM。
• 分布漂移：线上 p(x) 与训练分布偏移；需持续 monitor_drift 并设告警阈值。
• 特征偏差与口径漂移：离线特征回放与在线实时流在窗口/缺失填补上的差异。
• 量化与精度切换：fp32/fp16/int8 的数值稳定性与饱和；需在跨设备等级中单独验证。
• 公平性与合规：若涉及人群属性，需单列敏感维度的误差与校准报告（度量仍使用英文符号）。

X. 交付件与版本管理

• 发布清单：
  InferPipelineCard，ParamCard，BenchReport，ConsistencyReport，CalibReport，ReleaseBundle（含 fingerprint(Graph,theta,EnvLock) 与 hash(dataset)）。
• 版本与通道：
  canary/stable/LTS 三通道与语义化版本；每次变更进入 ChangeLog，记录 delta_spec、兼容旗标与迁移窗口。
• 验收门与归档：
  以 gate.inf 为统一通过门；通过则生成长期可取证包，包含 EnvLock、anchor、seed、TS.* 摘要与签名链。

推理等级（Inference Levels）

• L0 Sanity 基线连通
  目标：接口连通、形状与量纲正确。门：TS.error == 0，R_emp 可计算。
• L1 Offline Deterministic 离线确定性
  目标：离线在 EnvLock 下稳定；门：acc >= acc_min，ECE <= tau_ece_off，资源预算达标。
• L2 Online Parity 线上等价
  目标：离线-线上等价；门：delta_offon <= tau_offon，TS.latency_p95 <= tau_lat。
• L3 Cross-Site/Device 跨站/跨设备一致
  目标：多站点与多硬件一致；门：各站点 delta_offon <= tau_offon_site，量化切换后 acc_drop <= tau_drop。
• L4 Regulated Traceable 合规可取证
  目标：全链审计可验证、第三方复核可重放；门：产出完整 ReleaseBundle 与签名链，满足审计抽检与重放时基对齐 alpha, beta 的置信要求。

本章编号与记忆锚点

• 公设：P41-1，P41-2。
• 最小方程：S42-1，S42-2，S42-3。
• 计量流程：Mx-41，Mx-42，Mx-43，Mx-44。
• 实现绑定：I40-1，I40-2，I40-3，I40-10。
• 关键度量：delta_offon，R_infer，ECE，NLL，TS.latency，TS.error，score_inf，gate.inf。