高頻交易系統資訊技術探討系列 (2)[系統交易]

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4. 演算法設計

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HFT系統無止境的追求執行效率，就軟體面，效率決定于「演算法的設計方式」、「選擇的發展語言」，甚至連使用的「作業系統」都有關系。

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先從演算法的設計談起，以HFT系統中常常必須處理的排序與搜尋來說(過去學習資料結構時，光是排序、搜尋就有許多不同的演算法，「旅行者問題」、「背包問題」折磨多少學者的腦細胞)，不同演算法的效率不同。

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評估演算法效率的指標，包括時間複雜度(執行過程的耗時)、空間複雜度(執行過程的記憶體耗用)與正確性(對于大空間的搜尋，不見得可以即時得到全域最佳解，只能力求接近)等。

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交易過程的許多步驟，都涉及搜尋的工作，一般的搜尋策略包括線性搜尋與二元搜尋，複雜空間的搜尋策略則可以寫一整本書，很多AI的演算法都用于空間搜尋。

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舉例來說，我目前有一個研究，研究的目的是驗證短期Pattern的持續性；研究中運用日內資料(臺指期貨秒K資料)，動態搜尋過去一段時間(例如5天)的最佳策略組合(解空間包括20馀種技術指標組合、指標的參數組合，與指標間的邏輯運算組合)，再外推一段時間(例如1天)以驗證策略效果。實證過程使用前滾式移動視窗測試。(來源 www.tumamayizhan.com )

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實證系統用C#編碼，同時動用數十臺電腦平行處理，演算法則用基因演算法代替窮舉法(注：我們曾用模擬退火法，效果比窮舉法好很多，但還是不及基因演算法。模擬退火法與基因演算法等AI領域方法，都是用來解決搜尋問題的方法)。

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5. 軟體開發平臺選擇

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其次是使用的語言，要作HFT，可以選擇使用C++或C#、Java(注：C#簡單的說就是微軟的Java)，C#與Java將C作了簡化，好處是編碼較C++容易(開發時間較短)，代價是無法像C++那麼「接近硬體」，C++可以用指標(Pointer)對記憶體作較佳控制，也可以方便管理記憶體(動態釋放用不到的記憶體，所謂Garbage Collection)，在HFT競速過程中會是比較好的選擇。

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那麼BASIC家族的語言效率如何?寫這篇文章同時，作了一個簡單測試，在同樣的演算法、同樣的硬體條件、同樣編譯成執行檔，情形下 VB. Net的速度比VC# .Net的速度慢約1倍。VBA就更不用提了。

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6. 訊息傳遞方式

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最后提到HFT系統不同子系統間的訊息傳遞(Message)。訊息傳遞系由事件(Event)驅動，例如「取得市場報價」子系統收到來自于市場的報價后，播送訊息(Publication)，其他單元則接收訊息(Subscription)，此過程稱為「播送接收傳訊」(Pub-sub Messaging)。在一個HFT系統中有眾多的子系統，彼此間依據時序作複雜的訊息傳遞。(來源 www.tumamayizhan.com )

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訊息傳遞有兩種方式，一種是使用TCP/IP socket，此法建立傳送與接收者間的專用通道，當子系統的傳訊複雜時可能影響效率；另一種選擇是多方播送方式(Multicast)，送迅子系統儘管將訊息丟出去，由收訊子系統負責接受，由于不是專用通道，可靠性較低，但效率較好。