Design de sistema de negociação de alta freqüência e gerenciamento de processos Design de sistema de negociação de alta freqüência e gerenciamento de processos Conselheiro: Roy E. Welsch. Departamento: Programa de Design e Gestão de Sistemas. Editora: Massachusetts Institute of Technology Data de emissão: 2009 As empresas comerciais hoje em dia são altamente dependentes da mineração de dados, modelagem de computadores e desenvolvimento de software. Os analistas financeiros executam muitas tarefas semelhantes às das indústrias de software e fabricação. No entanto, o setor financeiro ainda não adotou completamente estruturas de engenharia de sistemas de alto padrão e abordagens de gerenciamento de processos que tenham sido bem sucedidas nas indústrias de software e fabricação. Muitas das metodologias tradicionais para design de produtos, controle de qualidade, inovação sistemática e melhoria contínua encontradas em disciplinas de engenharia podem ser aplicadas no campo financeiro. Esta tese mostra como o conhecimento adquirido de disciplinas de engenharia pode melhorar o gerenciamento de projetos e processos de sistemas de negociação de alta freqüência. Os sistemas de negociação de alta freqüência são baseados em computação. Esses sistemas são sistemas de software automáticos ou semi-automáticos que são inerentemente complexos e requerem um alto grau de precisão de projeto. O design de um sistema de comércio de alta freqüência liga vários campos, incluindo financiamento quantitativo, design de sistemas e engenharia de software. No setor financeiro, onde as teorias matemáticas e os modelos comerciais são relativamente bem pesquisados, a capacidade de implementar esses projetos em práticas comerciais reais é um dos elementos-chave da competitividade das empresas de investimento. A capacidade de converter idéias de investimento em sistemas de negociação de alto desempenho de forma eficaz e eficiente pode dar uma empresa de investimento uma enorme vantagem competitiva. (Cont.) Esta tese fornece um estudo detalhado composto por design de sistema de negociação de alta freqüência, modelagem de sistemas e princípios e gerenciamento de processos Para o desenvolvimento do sistema. É dada especial ênfase ao backtesting e otimização, que são consideradas as partes mais importantes na construção de um sistema comercial. Esta pesquisa constrói modelos de engenharia de sistemas que orientam o processo de desenvolvimento. Também usa sistemas de comércio experimental para verificar e validar os princípios abordados nesta tese. Finalmente, esta tese conclui que os princípios e estruturas de engenharia de sistemas podem ser a chave para o sucesso na implementação de sistemas de negociação de alta freqüência ou de investimentos quantitativos. Tese (S. M.) - Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Sistema de Design e Programa de Gestão, 2009. Catalogado a partir da versão em PDF da tese. Inclui referências bibliográficas (p. 78-79). Palavras-chave: Programa de Design e Gestão de Sistemas. Minha arquitetura AccountAlgorithmic Trading System Anteriormente neste blog escrevi sobre a arquitetura conceitual de um sistema de negociação algorítmico inteligente, bem como os requisitos funcionais e não funcionais de um sistema de negociação algorítmica de produção. Desde então, criei uma arquitetura de sistema que, acredito, poderia satisfazer esses requisitos arquitetônicos. Nesta publicação, descreverei a arquitetura seguindo as diretrizes do sistema ISOIECIEEE 42010 e padrão de descrição da arquitetura de engenharia de software. De acordo com este padrão, uma descrição de arquitetura deve: Conter várias visualizações arquitetônicas padronizadas (por exemplo, em UML) e Manter a rastreabilidade entre decisões de design e requisitos arquitetônicos. Definição de arquitetura de software. Ainda não existe consenso sobre o que é uma arquitetura de sistemas. No contexto deste artigo, é definido como a infra-estrutura dentro da qual os componentes do aplicativo que satisfazem os requisitos funcionais podem ser especificados, implantados e executados. Os requisitos funcionais são as funções esperadas do sistema e seus componentes. Os requisitos não funcionais são medidas através das quais a qualidade do sistema pode ser medida. Um sistema que satisfaça plenamente seus requisitos funcionais ainda pode deixar de atender às expectativas se os requisitos não funcionais forem deixados insatisfeitos. Para ilustrar este conceito, considere o seguinte cenário: um sistema de negociação algorítmico que você acabou de comprar construído faz excelentes decisões de negociação, mas é completamente inoperacional com os sistemas de gestão e contabilidade de risco das organizações. Esse sistema atenderá às suas expectativas Arquitetura conceitual Uma visão conceitual descreve conceitos e mecanismos de alto nível que existem no sistema no mais alto nível de granularidade. Nesse nível, o sistema de negociação algorítmica segue uma arquitetura orientada a eventos (EDA) dividida em quatro camadas e dois aspectos arquitetônicos. Para cada camada e referência de aspecto arquiteturas e padrões são usados. Os padrões arquitetônicos são estruturas comprovadas e genéricas para alcançar requisitos específicos. Os aspectos arquitetônicos são preocupações transversais que abrangem múltiplos componentes. Arquitetura orientada a eventos - uma arquitetura que produz, detecta, consome e reage a eventos. Os eventos incluem movimentos do mercado em tempo real, eventos ou tendências complexas e eventos comerciais, e. Enviando um pedido. Este diagrama ilustra a arquitetura conceitual do sistema de negociação algorítmica Arquiteturas de referência Para usar uma analogia, uma arquitetura de referência é semelhante aos planos para uma parede de suporte de carga. Esta impressão em azul pode ser reutilizada para vários projetos de construção independentemente do edifício que está sendo construído, pois satisfaz um conjunto de requisitos comuns. Da mesma forma, uma arquitetura de referência define um modelo contendo estruturas genéricas e mecanismos que podem ser usados para construir uma arquitetura de software concreta que satisfaça requisitos específicos. A arquitetura do sistema de negociação algorítmica usa uma arquitetura baseada em espaço (SBA) e um controlador de exibição de modelo (MVC) como referências. São também utilizadas boas práticas como o armazenamento de dados operacionais (ODS), o padrão de transformação e carregamento de extratos (ETL) e um data warehouse (DW). Controlador de exibição de modelo - um padrão que separa a representação de informações da interação dos usuários com ela. Arquitetura baseada em espaço - especifica uma infra-estrutura onde as unidades de processamento acopladas vagamente interagem entre si através de uma memória associativa compartilhada chamada espaço (mostrado abaixo). Visão estrutural A visão estrutural de uma arquitetura mostra os componentes e subcomponentes do sistema de negociação algorítmica. Ele também mostra como esses componentes são implantados em infra-estrutura física. Os diagramas UML utilizados nesta visão incluem diagramas de componentes e diagramas de implantação. Abaixo está a galeria dos diagramas de implantação do sistema de negociação algorítmico geral e as unidades de processamento na arquitetura de referência SBA, bem como diagramas de componentes relacionados para cada uma das camadas. Táticas arquitetônicas De acordo com o instituto de engenharia de software, uma tática arquitetônica é um meio de satisfazer um requisito de qualidade, manipulando algum aspecto de um modelo de atributo de qualidade através de decisões de design arquitetônico. Um exemplo simples usado na arquitetura do sistema de negociação algorítmica é manipular uma loja de dados operacional (ODS) com um componente de consulta contínua. Este componente analisaria continuamente o ODS para identificar e extrair eventos complexos. As seguintes táticas são usadas na arquitetura: o padrão de disruptor nas filas de evento e ordem Memória compartilhada para as filas de eventos e pedidos Idioma de consulta contínuo (CQL) na filtragem de dados ODS com o padrão de design do filtro em dados recebidos Algoritmos de evitação de congestionamentos em todos Conexões de entrada e saída Gerenciamento de fila ativa (AQM) e notificação de congestionamento explícito Recursos de computação de mercadorias com capacidade de atualização (escalável) Redundância ativa para todos os pontos de falha únicos Indicação e estruturas de persistência otimizadas no backup regular de dados ODS e scripts de limpeza para ODS Histórico de transações em todos os bancos de dados Súmrios para todas as ordens para detectar falhas Anotar eventos com timestamps para ignorar eventos obsoletos Regras de validação de pedidos, por exemplo, Quantidades de comércio máximo Componentes de comerciante automatizado usam um banco de dados em memória para análise Autenticação em dois estágios para interfaces de usuário conectando-se à ATs Criptografia em interfaces de usuário e conexões ao padrão de design ATs Observer para o MVC para gerenciar vistas. A lista acima é apenas um projeto pequeno Decisões que identifiquei durante o projeto da arquitetura. Não é uma lista completa de táticas. À medida que o sistema está sendo desenvolvido, táticas adicionais devem ser empregadas em vários níveis de granularidade para atender aos requisitos funcionais e não funcionais. Abaixo estão três diagramas que descrevem o padrão de design do disruptor, o padrão de design do filtro e o componente de consulta contínua. Visão comportamental Esta visão de uma arquitetura mostra como os componentes e camadas devem interagir um com o outro. Isso é útil ao criar cenários para testar projetos de arquitetura e para entender o sistema de ponta a ponta. Essa visão consiste em diagramas de seqüência e diagramas de atividades. Diagramas de atividades que mostram o processo interno dos sistemas de negociação algorítmica e como os comerciantes devem interagir com o sistema de negociação algorítmica são mostrados abaixo. Tecnologias e estruturas O passo final na concepção de uma arquitetura de software é identificar possíveis tecnologias e estruturas que possam ser utilizadas para realizar a arquitetura. Como princípio geral, é melhor aproveitar as tecnologias existentes, desde que satisfaçam adequadamente os requisitos funcionais e não funcionais. Uma estrutura é uma arquitetura de referência realizada, e. JBoss é uma estrutura que realiza a arquitetura de referência JEE. As seguintes tecnologias e estruturas são interessantes e devem ser consideradas na implementação de um sistema de negociação algorítmica: a CUDA - NVidia tem uma série de produtos que suportam modelagem de finanças computacionais de alto desempenho. Pode-se alcançar até 50x melhorias de desempenho na execução de simulações de Monte Carlo na GPU em vez da CPU. Rio Apache - Rio é um kit de ferramentas usado para desenvolver sistemas distribuídos. Ele foi usado como uma estrutura para a construção de aplicativos com base no padrão SBA Apache Hadoop - no caso de registro invasivo ser um requisito, então o uso do Hadoop oferece uma solução interessante para o problema dos grandes dados. O Hadoop pode ser implantado em um ambiente em cluster que suporta tecnologias CUDA. AlgoTrader - uma plataforma de negociação algorítmica de código aberto. O AlgoTrader poderia ser implantado no lugar dos componentes do comerciante automatizado. FIX Engine - um aplicativo autônomo que aceita os protocolos do Financial Information Exchange (FIX), incluindo FIX, FAST e FIXatdl. Embora não seja uma tecnologia ou uma estrutura, os componentes devem ser criados com uma interface de programação de aplicativos (API) para melhorar a interoperabilidade do sistema e seus componentes. Conclusão A arquitetura proposta foi projetada para satisfazer requisitos muito genéricos identificados para sistemas de negociação algorítmica. De um modo geral, os sistemas de negociação algorítmica são complicados por três fatores que variam de acordo com cada implementação. Dependências em sistemas externos de negócios e de intercâmbio Desafio de requisitos não funcionais e restrições arquitetônicas em evolução. A arquitetura de software proposta deveria, portanto, ser adaptada caso a caso Para satisfazer requisitos organizacionais e regulamentares específicos, bem como para superar restrições regionais. A arquitetura do sistema de comércio algorítmico deve ser vista como apenas um ponto de referência para indivíduos e organizações que desejam projetar seus próprios sistemas de negociação algorítmica. Para uma cópia completa e fontes usadas, baixe uma cópia do meu relatório. Obrigado.
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