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推 薦 序AlphaGo與柯潔的黑白大戰,因為對陣的一方是中國頂級圍棋高手柯潔,所以引起國人的高度關注。利用百度搜索引擎輸入AlphaGo,一度可以得出7000多萬條搜索結果,這遠遠高于其他熱門詞條。事實上,AlphaGo只是Google擁有的兩套人工智能系統中的一套。它是Google 2014年收購的DeepMind的人工智能系統,專注于棋賽開發。Google的另外一套人工智能系統就是本書介紹的TensorFlow系統。在TensorFlow等人工智能系統出現之前,計算機所做的事情往往是簡單重復的。計算機會按照人類編好的既定程序,簡單重復、按部就班地運行,沒有超越人類事先為其設定的思維邊界。計算機與人類的大腦相比,根本的區別在于不具備學習和創新能力。計算機頂多也就是記憶的信息多,重復計算的速度快,不受情緒的影響等。但是,在TensorFlow等人工智能系統出現之后,計算機所做的事情除簡單重復運行之外,更重要的是其具備了一定的自我學習和創新能力。TensorFlow等人工智能系統使得計算機在一定程度上能夠自主學習,自我提高,總結過去的經驗,汲取以往的教訓,具備一定的創新性。這一點在AlphaGo與柯潔對壘的3場棋局的結果中不難看出。這正是以AlphaGo和TensorFlow為代表的人工智能系統區別于以往任何計算機技術的關鍵所在,也是TensorFlow被稱為互聯網以來唯一的“黑科技”項目的原因。具備了一定的自我學習和創造能力的人工智能系統的出現,將對經濟系統的各個領域產生重大影響。筆者有著超過20年境內外金融行業從業經歷,將從一個側面分享人工智能對金融領域的影響。從整個金融業的歷史沿革來看,這大致經歷了4個階段:純人工階段、單機電腦階段、互聯網(含移動互聯網)階段和人工智能階段。隨著每個階段的漸次演進,提供金融服務一方的人力成本投入在逐漸減少,提供金融服務的效率在提高;對于接受金融服務的一方來說,金融服務的可獲得性,以及便捷程度在逐漸增加,金融服務越來越圍繞著人進行,以人為中心的全方位的社會經濟服務體系正在形成。在金融服務體系中,銀行服務、證券服務、保險服務等的內部界限開始變得模糊,金融服務與其他非金融的社會經濟服務之間的界限開始變得不清。特別是金融業進入人工智能階段之后,人工智能系統將接受金融服務一方的身份特征數據、交易數據和行為數據等大數據,進行實時分析和動態跟蹤,以遠低于人工成本的成本,為每個人建立一個基于生命周期的綜合金融模型,對每個人未來的金融行為進行預測,自動為他們提供賬戶資金管理、貨幣兌換、證券買賣、保險購買、購房購車計劃、旅行休閑、子女教育、養老規劃等方面的金融建議和授權代理操作,并將模型預測結果與實際情況相比對,自主學習和修正模型,以便更加貼合接受金融服務一方的真實金融意圖,使得人工智能模型的預測建議和人的實際金融行為無限接近。由此人類將從日常繁雜的各種金融交易中解放出來,投身到更需要自己或自己更感興趣的方面。展望未來,人工智能的應用前景無限美好;探尋當下,人工智能在世界各地的各行各業方興未艾。千里之行,始于足下。何海群先生的《零起點TensorFlow與量化交易》是有志于人工智能領域的IT人士的一塊敲門磚和鋪路石。祝愿人工智能在華夏大地生根發芽,開花結果。梁 忠梁忠:中國人民大學財政金融系博士,曾任里昂證券CLSA分析員;瑞銀證券UBSS董事,財富管理中國研究部主管;瑞士信貸(香港)有限公司中國研究部董事;瑞信方正證券執行董事,研究部主管,具有20年國際頂級金融機構從業經歷。前 言感謝梁忠先生在百忙之中為本書撰寫序言。以TensorFlow為代表的神經網絡,被視為自互聯網以來唯一的“黑科技”,無遠弗屆,無分行業領域,對社會各界從上至下帶來徹底的顛覆與革命。梁忠先生作為非IT領域的學者、專家,從第三方角度,冷靜地觀察這場數字革命,同時向更多的大眾介紹這場革命的火花,推動行業變革,功莫大焉。隨著類似于Titanic數據集案例、梵高畫風等一系列,基于TensorFlow等神經網絡、深度學習項目的不斷涌現,未來的各個學科都會結合人工智能(AI),進行新的學術重組。“Python量化三部曲”“Python量化三部曲”包括:? 《零起點Python大數據與量化交易》(入門課程)? 《零起點機器學習與量化交易》(重點分析SKLearn)? 《零起點TensorFlow與量化交易》(重點分析TensorFlow)此外,還有幾部補充作品:? 《零起點Python足彩大數據與機器學習實盤分析》? 《零起點Python機器學習快速入門》? 《零起點TensorFlow快速入門》? 《MXNet神經網絡與量化交易》? 《Plotly可視化數據分析》本書是《零起點TensorFlow快速入門》的后續之作,原本是TopQuant.vip極寬量化培訓課程高級班的教學課件,為了節省篇幅,刪除了Python基礎教程,以及SKLearn、TensorFlow等機器學習方面的入門內容。沒有經驗的讀者,建議先閱讀《零起點Python機器學習快速入門》《零起點TensorFlow快速入門》,再開始本書的學習,這樣會收到事半功倍的效果。本書是目前較好的TensorFlow神經網絡與量化分析入門教程:? 無需任何理論基礎,全程采用MBA案例模式,懂Excel就可看懂本書。? 獨創的逆向式課件模式,結合TensorBoard可視化系統,案例、圖表優先,層層剖析。? 系統介紹TensorFlow在金融量化領域的具體應用,提供多組配套案例。? 全套神經網絡股票趨勢預測、股票價格預測案例源碼。? TDS金融數據集的創建與使用。? 三位一體的課件模式:圖書+開發平臺+成套的教學案例,系統講解,逐步深入。本書采用獨創的黑箱模式、MBA案例教學機制,結合大量的經典案例,介紹TensorFlow系統和常用的深度學習算法、神經網絡模型,以及它們在量化分析當中的具體應用。進一步學習讀者如有興趣可以進一步學習“Python量化三部曲”的內容,以及《零起點Python足彩大數據與機器學習實盤分析》。機器學習、人工智能、金融量化,它們的基本原理是相通的,本質上都是數據分析。對于“Python量化三部曲”的讀者而言,本書也有很大的價值,特別是對于第一部入門課程的讀者。Python量化回溯與TensorFlow、PyTorch、MXNet等神經網絡深度學習平臺,都是近年來興起的科技前沿領域,有關的理論、平臺、工具目前還處于摸索階段。“Python量化三部曲”圖書和TopQuant.vip極寬智能量化系統,只是在這些領域的起步階段,作為入門教程,拋磚引玉。本書中的案例、程序以教學為主,進行了很多簡化,以便大家能夠快速理解相關內容,用最短的時間,了解Python量化回溯的整個流程,以及數據分析、機器學習、神經網絡在這些領域的應用操作技巧。神經網絡、深度學習在量化實盤當中的應用,是目前全世界都在研究的頂尖課題,當前尚未有很好的模型與應用案例。本書僅僅作為入門課程,具體的實盤策略,有待廣大讀者通過進一步深入學習TensorFlow、PyTorch、MXNet等新一代深度學習平臺來獲得。最重要的是,還有待廣大的一線實盤操作人員結合專業的金融操盤經驗,與各種神經網絡模型融會貫通,構建更加符合金融量化實際應用的神經網絡模型,從而獲得更好的投資回報。
本書是國內較早關于TensorFlow大數據與量化交易的原創圖書,配合zwPython開發平臺和zwQuant開源量化軟件學習,是一套完整的大數據分析、量化交易的學習教材,可直接用于實盤交易。本書有三大特色:第一,以實盤個案分析為主,全程配有Python代碼;第二,包含大量的圖文案例和Python源碼,無須專業編程基礎,懂Excel即可開始學習;第三,配有專業的zwPython集成開發平臺、zwQuant量化軟件和zwDat數據包。
第1章 TensorFlow概述 11.1 TensorFlow要點概括 21.2 TensorFlow簡化接口 21.3 Keras簡介 31.4 運行環境模塊的安裝 41.4.1 CUDA運行環境的安裝 4案例1-1:重點模塊版本測試 5案例1-2:GPU開發環境測試 81.4.2 GPU平臺運行結果 9第2章 無數據不量化(上) 122.1 金融數據源 132.1.1 TopDat金融數據集 142.1.2 量化分析與試錯成本 152.2 OHLC金融數據格式 16案例2-1:金融數據格式 172.3 K線圖 18案例2-2:繪制金融數據K線圖 192.4 Tick數據格式 22案例2-3:Tick數據格式 232.4.1 Tick數據與分時數據轉換 25案例2-4:分時數據 252.4.2 resample函數 262.4.3 分時數據 262.5 離線金融數據集 29案例2-5:TopDat金融數據集的日線數據 29案例2-6:TopDat金融數據集的Tick數據 312.6 TopDown金融數據下載 33案例2-7:更新單一A股日線數據 34案例2-8:批量更新A股日線數據 372.6.1 Tick數據與分時數據 40案例2-9:更新單一A股分時數據 40案例2-10:批量更新分時數據 432.6.2 Tick數據與實時數據 45案例2-11:更新單一實時數據 45案例2-12:更新全部實時數據 48第3章 無數據不量化(下) 513.1 均值優先 51案例3-1:均值計算與價格曲線圖 523.2 多因子策略和泛因子策略 543.2.1 多因子策略 543.2.2 泛因子策略 55案例3-2:均線因子 553.3 “25日神定律” 59案例3-3:時間因子 61案例3-4:分時時間因子 633.4 TA-Lib金融指標 663.5 TQ智能量化回溯系統 703.6 全內存計算 70案例3-5:增強版指數索引 71案例3-6:AI版索引數據庫 733.7 股票池 77案例3-7:股票池的使用 773.8 TQ_bar全局變量類 81案例3-8:TQ_bar初始化 82案例3-9:TQ版本日線數據 853.9 大盤指數 87案例3-10:指數日線數據 88案例3-11:TQ版本指數K線圖 89案例3-12:個股和指數曲線對照圖 923.10 TDS金融數據集 96案例3-13:TDS衍生數據 98案例3-14:TDS金融數據集的制作 102案例3-15:TDS金融數據集2.0 105案例3-16:讀取TDS金融數據集 108第4章 人工智能與趨勢預測 1124.1 TFLearn簡化接口 1124.2 人工智能與統計關聯度分析 1134.3 關聯分析函數corr 1134.3.1 Pearson相關系數 1144.3.2 Spearman相關系數 1144.3.3 Kendall相關系數 1154.4 open(開盤價)關聯性分析 115案例4-1:open關聯性分析 1154.5 數值預測與趨勢預測 1184.5.1 數值預測 1194.5.2 趨勢預測 120案例4-2:ROC計算 120案例4-3:ROC與交易數據分類 1234.6 n+1大盤指數預測 1284.6.1 線性回歸模型 128案例4-4:上證指數n+1的開盤價預測 129案例4-5:預測數據評估 1334.6.2 效果評估函數 1364.6.3 常用的評測指標 1384.7 n+1大盤指數趨勢預測 139案例4-6:漲跌趨勢歸一化分類 140案例4-7:經典版漲跌趨勢歸一化分類 1434.8 One-Hot 145案例4-8:One-Hot格式 1464.9 DNN模型 149案例4-9:DNN趨勢預測 150第5章 單層神經網絡預測股價 1565.1 Keras簡化接口 1565.2 單層神經網絡 158案例5-1:單層神經網絡模型 1585.3 神經網絡常用模塊 168案例5-2:可視化神經網絡模型 170案例5-3:模型讀寫 174案例5-4:參數調優入門 177第6章 MLP與股價預測 1826.1 MLP 182案例6-1:MLP價格預測模型 1836.2 神經網絡模型應用四大環節 189案例6-2:MLP模型評估 190案例6-3:優化MLP價格預測模型 194案例6-4:優化版MLP模型評估 197第7章 RNN與趨勢預測 2007.1 RNN 2007.2 IRNN與趨勢預測 201案例7-1:RNN趨勢預測模型 201案例7-2:RNN模型評估 209案例7-3:RNN趨勢預測模型2 211案例7-4:RNN模型2評估 214第8章 LSTM與量化分析 2178.1 LSTM模型 2178.1.1 數值預測 218案例8-1:LSTM價格預測模型 219案例8-2:LSTM價格預測模型評估 2268.1.2 趨勢預測 230案例8-3:LSTM股價趨勢預測模型 231案例8-4:LSTM趨勢模型評估 2398.2 LSTM量化回溯分析 2428.2.1 構建模型 243案例8-5:構建模型 2438.2.2 數據整理 251案例8-6:數據整理 2518.2.3 回溯分析 262案例8-7:回溯分析 2628.2.4 專業回報分析 268案例8-8:量化交易回報分析 2688.3 完整的LSTM量化分析程序 279案例8-9:LSTM量化分析程序 2808.3.1 數據整理 2808.3.2 量化回溯 2848.3.3 回報分析 2858.3.4 專業回報分析 288第9章 日線數據回溯分析 2939.1 數據整理 293案例9-1:數據更新 294案例9-2:數據整理 2969.2 回溯分析 3079.2.1 回溯主函數 3079.2.2 交易信號 3089.3 交易接口函數 309案例9-3:回溯分析 309案例9-4:多模式回溯分析 316第10章 Tick數據回溯分析 31810.1 ffn金融模塊庫 318案例10-1:ffn功能演示 318案例10-2:量化交易回報分析 330案例10-3:完整的量化分析程序 34310.2 Tick分時數據量化分析 357案例10-4:Tick分時量化分析程序 357總結 371附錄A TensorFlow 1.1函數接口變化 372附錄B 神經網絡常用算法模型 377附錄C 機器學習常用算法模型 414