Publication: Design and analysis of online conversion algorithms for financial trading
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Iqbal, Javeria | en_US |
dc.contributor.supervisor | Asadullah Shah, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Iftikhar Ahmad, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T07:38:14Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T07:38:14Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | In an online trading problem, an online player (trader/investor) wants to trade an asset in hand with a desired asset with the goal of maximizing the profit by the end of a trading period. Online trading algorithms are classified as non-pre-emptive and pre-emptive algorithms. Non-pre-emptive algorithms (also known as Reservation Price Algorithms) restrict the trader to invest all or nothing at any time point. In contrast, pre-emptive algorithms allow the trader to trade any amount as she desires. The online currency conversion is a form of online trading where a trader looks for converting a currency in hand to another desired currency, e.g., (Dollars to Yens). The performance analysis of online trading and conversion algorithms is majorly done under the worst-case competitive analysis paradigm. Although a variety of algorithms are proposed in the literature for online conversion problems, the intrinsic problem settings and the inherent assumption of the underlying models are unrealistic and far from real-world scenarios. For instance, online algorithms for conversion problems assume a-priori knowledge about the lower and upper bounds of future price quotations. Although, this is a key requirement for the design of an optimal algorithm, under real-world settings such assumptions might not hold and can render the algorithms ineffective. Likewise, the algorithms also treat every input sequence as worst-case and consequently the decision making is based on a pessimistic approach. The pessimistic approach, in turn leads to lack of risk management for investors, which is a key component for real-world practical usability of such algorithms. Our research focus is the design of new online trading algorithms and models with the objective of profit maximization (or cost minimization), while considering the real-world settings. We propose an algorithm 〖RP〗^* using novel update model with realistic price bounds. The key feature of the proposed model is to regularly update the price bounds based on inter day price fluctuation. The experimental competitive ratio c^e (〖RP〗^*) is compared with the benchmark algorithm, where 〖RP〗^* outperforms the benchmark algorithm for all 120 data subsets. Next, we consider the k-Min search problem of buying k units of assets with the objective of minimizing the total buying cost and propose a risk aware policy using risk and reward framework for better returns. The competitive ratio c_ω of the proposed k-Min-RR is bounded by c_ω∈[c^* \/ω,c^* ω], i.e., c_ω improves if the forecast is true and c_ω never goes beyond c^* ω if the forecast is false. Further, we model the realistic worst-case sequences for a set of algorithms and analyse the performance gap between theoretical and practical worst-cases. The effectiveness of our proposed solutions is evaluated under theoretical analysis model to assure the worst-case performance bounds. To show the practical significance, we also perform the experimental simulations over the real-world stock exchange data. The maximum observed performance gap between c_ec and c_wc is 85.5%. The results of analytical and experimental measures highlight the success guarantee of our designed policies. The thesis work is concluded by open questions and new directions for future work. | en_US |
dc.description.abstractarabic | في مشكلة التجارة او التبادل عبر الإنترنت ، يريد المستثمر عبر الإنترنت بيع الأصول التي لديه مقابل الحصول على أصول يرغب بها من أجل زيادة الربح إلى أقصى حد بنهاية فترة التداول. لقد تم التحقيق في خوارزميات التداول عبر الإنترنت, و تم تقسيمها إلى قسمين و هي خوارزميات غير-استباقية و أستباقية. تقوم الخوارزميات الغير أستباقية و المعروفة أيضا بأسم باسم خوارزميات سعر الحجز) بتقييد المتداول بحيث أنه إما أن يستثمر كل شيء أو لا شيء في أي وقت. في المقابل ، تسمح الخوارزميات الأستباقية للمستثمر بالتداول بأي مبلغ يريده. تحويل العملات عبر الإنترنت هو شكل من أشكال التداول عبر الإنترنت حيث يبحث المستثمر عن تحويل عملة ما إلى عملة أخرى مرغوبة ، على سبيل المثال ، (الدولار إلى الين). يتم إجراء تحليل أداء التداول عبر الإنترنت وخوارزميات التحويل بشكل رئيسي في ظل نموذج التحليل التنافسي الأسوأ. على الرغم من اقتراح مجموعة متنوعة من الخوارزميات في الدراسات السابقة بمشاكل التحويل عبر الإنترنت ، إلا أن إعدادات المشكلة الجوهرية والافتراض المتأصل للنماذج الأساسية غير واقعية وبعيدة عن سيناريوهات العالم الحقيقي. على سبيل المثال ، تفترض الخوارزميات عبر الإنترنت الخاصة بمشكلات التحويل معرفة مسبقة بالحدود الدنيا والعليا لعروض الأسعار المستقبلية. على الرغم من أن هذا مطلب أساسي لتصميم خوارزمية مثالية ، إلا أنه في ظل إعدادات العالم الحقيقي ، قد لا تصمد هذه الافتراضات ويمكن أن تجعل الخوارزميات غير فعالة. وبالمثل ، تتعامل الخوارزميات أيضًا مع كل تسلسل إدخال على أنه أسوأ حالة ، وبالتالي فإن اتخاذ القرار يعتمد على النهج متشائم. يؤدي النهج المتشائم بدوره إلى الافتقار إلى إدارة المخاطر للمستثمرين ، وهو عنصر أساسي للاستخدام العملي في العالم الحقيقي لهذه الخوارزميات. ينصب تركيزنا البحثي على تصميم خوارزميات ونماذج جديدة للتداول عبر الإنترنت بهدف تعظيم الربح (تقليل التكلفة) ، مع دمج إعدادات العالم الحقيقي. نقترح خوارزمية باستخدام نموذج تحديث جديد بحدود أسعار واقعية وإلغاء التقلبات التعسفية. تم تصميم سياسة هجينة جديدة لتسهيل المشترين لشراء وحدات متعددة لبعض الأصول المرغوبة عندما يبدو عرض السعر جيدًا بما فيه الكفاية. ركزت هذه الرداسة أيضًا على التحقيق في هذه الخوارزمية باستخدام إطار عمل المخاطر والمكافآت لتحقيق عوائد أفضل. علاوة على ذلك ، نقوم بنمذجة المتواليات الواقعية (القريبة من مواقف العالم الحقيقي) لأسوأ حالة للخوارزميات المحددة ونحلل فجوة الأداء بين العالمين النظري والعملي. يتم تقييم فعالية حلول كسب المال المقترحة لدينا في إطار نموذج التحليل النظري لضمان حدود الأداء في أسوأ الحالات. لإظهار الأهمية العملية ، نقوم أيضًا بإجراء عمليات المحاكاة التجريبية على بيانات البورصة في العالم الحقيقي. تسلط نتائج التدابير التحليلية والتجريبية الضوء على ضمان نجاح سياساتنا المصممة لكسب المال. و طرحت هذه الأطروحة مجموعة من الأسئلة المفتوحة و أقترحت توجهات جديدة للعمل المستقبلي. | en_US |
dc.description.callnumber | t HG 4515.95 J41D 2021 | en_US |
dc.description.identifier | Design and analysis of online conversion algorithms for financial trading / by Javeria Iqbal | en_US |
dc.description.identity | t11100429105JaveriaIqbal | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Information and Communication Technology | en_US |
dc.description.notes | Thesis (Ph.D)--International Islamic University Malaysia, 2021. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xviii, 296 leaves : illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Doctor of Philosophy in Computer Science | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/9374 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Information and Communication Technology, International Islamic University Malaysia, 2021 | en_US |
dc.subject.lcsh | Electronic trading of securities | en_US |
dc.subject.lcsh | Investment analysis | en_US |
dc.subject.lcsh | Algorithms -- Programmed Instruction | en_US |
dc.title | Design and analysis of online conversion algorithms for financial trading | en_US |
dc.type | Doctoral Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
License bundle
1 - 1 of 1