Bài tập lớn môn học công nghệ phần mềm đề tài dự đoán giá chứng khoán

Với dữ liệu là một file cho trước, đưa kết quả hiển thị dự đoán dưới dạng 1 website có thể dự đoán được giá chứng khoán của ngày tiếp theo.. Tuy nhiên, thị trường chứng khoán có tính ngẫ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

KHOA ĐIỆN TỬ

Bộ môn: Công Nghệ Thông Tin

BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC

CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM

Thái Nguyên – 2023

TRƯỜNG ĐHKTCN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC: Công nghệ phần mềm

BỘ MÔN : Công nghệ thông tin

Sinh viên: Phạm Sỹ Quang Lớp: 55KMT.01 Ngành: Tin học công nghiệp

Giáo viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Hương

Ngày giao đề: 30/03/2023 Ngày hoàn thành:

1 Tên đề tài: Dự đoán giá chứng khoán

2 Nội dung thuyết minh tính toán:

Sử dụng những kiến thức đã học và trong quá trình tự tìm hiểu để xây dựng một chương trình dự đoán giá chứng khoán

Sử dụng mô hình LSTM để dự đoán giá chứng khoán

Với dữ liệu là một file cho trước, đưa kết quả hiển thị dự đoán dưới dạng 1 website có thể dự đoán được giá chứng khoán của ngày tiếp theo

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Thái Nguyên, ngày….tháng… năm 20

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM

Thái Nguyên, ngày….tháng… năm 20

GIÁO VIÊN CHẤM

(Ký ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 2

1.1 Đặt vấn đề 2

1.2 Tổng quan về thị trường chứng khoán 3

1.3 Phương hướng giải quyết vấn đề 5

TÀI LIỆU THAM KHẢO 7

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

1 TTCK: Thị trường chứng khoán

2 LSTM: Long Short Term Memory

3 RNN: Recurrent Neural Network

4 AI: Artificial Intelligence

5 Adam: Adaptive Moment Estimation

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 Top những cổ phiếu ảnh hưởng đến thị trường Việt Nam 5 Hình 2 Hình ảnh Top 10 cổ phiếu ở Việt Nam 5

LỜI NÓI ĐẦU

Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa ngày nay Các thành tựu liên quan đến trí tuệ nhân tạo đang dần được con người mở rộng và phát triển Mọi lĩnh vực hiện nay đều đã sẽ và đang được cải thiện thông qua sự giúp đỡ của trí tuệ nhân tạo Từ các lĩnh vực, các ngành nghề khác nhau như: kinh tế, giáo dục, lao động chân tay, nghệ thuật, … đều có thể được áp dụng vào trí tuệ nhân tạo

Đặc biệt, việc sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong việc xây dựng các mô hình

dự đoán cho tương lại đang là một trong những lĩnh vực đang nhận được rất được nhiều sự quan tâm Việc nắm bắt và có thể dự đoán tương lại luôn luôn là một khát khao của mỗi con người

Mặt khác, kinh tế luôn là một trong những yếu tố then chốt trong đời sống con người Nó cũng ảnh hưởng đến nhiều ngành nghề cũng như nhiều lĩnh vực khác Trong đó, việc tham gia chứng khoán luôn chiếm một phần không nhỏ trong kinh tế,

có rất nhiều cá nhân và tổ chức tham gia vào lĩnh vực chứng khoán này Việc tham gia đó không chỉ đem lại nguồn thu nhập thụ động cho mọi người tham gia mà còn đóng góp một phần nhỏ giúp cho nền kinh tế phát triển một cách mạnh mẽ Tuy nhiên, thị trường chứng khoán có tính ngẫu nhiên và phi tuyến tính, điều đó có nghĩa

là việc dự đoán xu hướng của thị trường chứng khoán chỉ bằng những dữ liệu lịch sử

là một bài toán đầy thách thức Nhờ có sự bùng nổ của lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, có rất nhiều người đã sử dụng khả năng dự đoán của các mô hình trí tuệ nhân tạo nhằm

dự đoán giá cả của thị trường chứng khoán này

Chính vì vậy, trong đề tài này em xin được áp dụng những kiến thức đã học trên lớp cũng như trong quá trình tự tìm hiểu của mình để xây dựng mô hình dự đoán giá chứng khoán

Em cũng xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Hương đã cung cấp cho em những kiến thức về môn Công nghệ phần mềm để em có thể hoàn thành bài này Em nhận thấy bài của mình cũng còn nhiều những thiếu sót cũng như còn nhiều vấn để chưa nói rõ được nên em cũng rất mong nhận được những ý kiến, đóng góp từ phía thầy cô và những người đọc

Em xin chân thành cảm ơn!

1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Đặt vấn đề

Thị trường chứng khoán vẫn luôn là một thị trường chiếm được vị thế nhất định trong lĩnh vực đầu tư, việc tham gia đầu tư vào thị trường chứng khoán có thể đem lại một nguồn thu nhập không nhỏ cho những ai có tính nhạy bén và đủ sự can đảm để tham gia Tham gia vào thị trường chứng khoán không chỉ đem lại nguồn thu nhập cho cá nhân người tham gia, mà nó còn thụ động thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế đất nước Do đó, thị trường chứng khoán đã thu hút được đông đảo các nhà đầu tư Từ các cá nhân nhỏ lẻ cho đến các công ty lớn Cùng vơi sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, việc truy xuất tìm kiếm các dữ liệu giao dịch, các thông tin mới nhất của thị trường đã giúp cho các nhà đầu tư có cơ sở và đưa ra những quyết định đúng đắn để bắt đầu công cuộc đầu tư Chính vì vậy mà thị trường chứng khoán luôn luôn có sự sôi động và ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn bao giờ hết Mặc dù, thị trường chứng khoán là một thị trường đầy cơ hội làm giàu Nhưng thị trường này cũng mang tính ngẫu nhiên và phi tuyến tính Điều đó có nghĩa nhiều người có thể giàu lên một cách nhanh chóng nhờ chứng khoán, nhưng cũng có thể trở thành nghèo khó một cách nhanh chóng Việc dự đoán trước xu hướng của thị trường chứng khoán chỉ với những dữ liệu lịch sử cũ là một việc đầy khó khăn và thách thức Thị trường này cũng bị ảnh hường của nhiều yếu tố trên thị trường dẫn đến việc dự đoán thị trường chứng khoán với con người ngày càng trở nên khó khăn hơn bao giờ hết

Ngày nay, nhờ có sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, cụ thể

là kỹ thuật học sâu, bài toán đầy tính thách thức như dư đoán giá chứng khoán đã bớt một phần nào khó khăn hơn so với trước Việc áp dụng các mô hình học sâu vào công việc dự đoán giá chứng khoán giúp giảm thiểu những rủi ro thua lỗ và tối

ưu hóa lợi nhuận khi đầu tư Giúp cho mọi người đều có cơ hội tiếp cận với thị trường chứng khoán và có thể đem lại nguồn kinh tế cho cá nhân cũng như cho xã hội

Đến nay, đã có nhiều mô hình được ứng dụng vào thực tế để giải quyết bài toán dự đoán giá chứng khoán như mô hình học máy Support Vector Machine, Decision Tree, Random Forest, … và các mô hình học sâu như : Mạng Nơron tích chập (CNN Convolutional Neural Network), mạng nơron hồi quy (RNN -Recurrent Neural Network), … và một trong những mô hình thích hợp và có hiệu quả cao với bài toán có dữ liệu tuần tự là mạng LSTM hoặc GAN

1.2 Tổng quan về thị trường chứng khoán

a) Khái niệm và vai trò của trị trường chứng khoán[1]

Khái niệm về chứng khoán:

Chứng khoán là tên gọi chung của chứng chỉ có thể chuyển đổi thành tiền, chứng khoán bao gồm các loại trái phiếu như cổ phiếu, trái phiếu, chứng chỉ quỹ Hay đơn giản là một loại hàng hóa đặc biệt có thể thỏa thuận và thay thế được, đại diện cho một giá trị tài chính Chứng khoán có thể là hình thức bút toàn ghi sổ, chứng chỉ hay dữ liệu điện tử

Một người khi sở hữu chứng khoán trong tay thì có thể là chủ sở hữu một phần công ty (cổ phiếu) hoặc là chủ nợ của công ty đó (trái phiếu) Tại Việt Nam, chứng khoán được phát hành để huy động vốn cho doanh nghiệp và chính phủ và toàn bộ các dữ liệu giao dịch chứng khoán được lưu lại tại Trung tâm lưu ký Chứng Khoán Việt Nam do nhà nước quản lý

Khái niệm về thị trường chứng khoán:

Thị trường chứng khoán (TTCK) hay sàn chứng khoán là nơi phát hành giao dịch mua bán, trao đổi các loại cổ phiếu chứng khoán và được thực hiện chủ yếu tại

sở giao dịch chứng khoán hoặc thông qua các công ty môi giới chứng khoán Thị trường chứng khoán được chia thành 2 loại đó là thị trường sơ cấp và thị trường thứ cấp Thị trường sơ cấp là nơi cổ phiếu lần đầu phát hành từ công ty để hút một nguồn vốn đầu tư, điều này giúp họ có thể huy động một số vốn trên thị trường chứng khoán Phần lớn những người mua trên thị trường sơ cấp là các tổ chức lớn hay quỹ đầu tư

Với thị trường chứng khoán thứ cấp, cổ phiếu được mua bán lại sau khi phát hành sơ cấp Người mua tại thị trường sơ cấp sẽ tiến hành mua bán đối với các nhà đầu tư chứng khoán khác trên thị trường Chính vì thế sẽ không có tiền mới được sinh ra mà chỉ là thay đổi quyền sở hữu cổ phiếu giữa người mua và bán Đây cũng

là nơi các nhà đầu tư cá nhân có thể tham gia giao dịch chứng khoán

Đối với mỗi một đất nước, thị trường chứng khoán đều đóng vai trò rất quan trọng vì:

+ Huy động vốn đầu tư cho thị trường kinh tế: Khi các nhà đầu tư mua chứng khoán do các công ty phát hành, số tiền nhàn rỗi của họ được đưa vào hoạt động sản xuất kinh doanh và qua đó góp phần mở rộng sản xuất xã hội Bằng cách

hỗ trợ các hoạt động đầu tư của công ty, TTCK đã có những tác động quan trọng đối với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân Thông qua TTCK, chính phủ và chính

quyền ở các địa phương cũng huy động được các nguồn vốn cho mục đích sử dụng

và đầu tư phát triển hạ tầng kinh tế, phục vụ các nhu cầu chung của xã hội

+ Cung cấp môi trường đầu tư cho công chúng: TTCK cung cấp cho công chúng một môi trường đầu tư lành mạnh với các cơ hội lựa chọn phong phú Các loại chứng khoán trên thị trường rất khác nhau về tính chất, thời hạn và độ rủi ro, cho phép các nhà đầu tư có thể lựa chọn cho loại hàng hóa phù hợp với khả năng, mục tiêu và sở thích của mình Chính vì vậy, TTCK góp phần đáng kể làm tăng mức tiết kiệm quốc gia

+ Tạo tính thanh toán: Nhờ có TTCK các nhà đầu tư có thể chuyển đổi các chứng khoán họ sở hữu thành tiền mặt hoặc các loại chứng khoán khác khi họ muốn Khả năng thanh khoản (khả năng chuyển đổi thành tiền mặt) là một trong những đặc tính hấp dẫn của chứng khoán đối với người đầu tư Đây là yếu tố cho thấy tính linh hoạt, an toàn của vốn đầu tư TTCK hoạt động càng năng động và có hiệu quả thì càng có khả năng nâng cao tính thanh khoản của các chứng khoán giao dịch trên thị trường

+ Thang đo đánh giá hoạt động của doanh nghiệp: Thông qua giá chứng khoán, hoạt động của các doanh nghiệp được phản ảnh một cách tổng hợp và chính xác, giúp cho việc đánh giá và so sánh hoạt động của các doanh nghiệp được nhanh chóng và thuận tiện, từ đó cũng tạo ra một môi trường cạnh tranh lành mạnh nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng vốn, kích thích áp dụng công nghệ mới, cải tiến sản phẩm

+ Tạo môi trường thuận lợi giúp chính phủ thực hiện các chính sách kinh tế: Các chỉ báo của TTCK phản ánh động thái của nền kinh tế một cách nhạy bén và chính xác Giá các chứng khoán tăng lên cho thấy đầu tư đang mở rộng, nền kinh tế tăng trưởng, ngược lại giá chứng khoán giảm sẽ cho thấy các dấu hiệu tiêu cực của nền kinh tế Vì thế, TTCK được gọi là phong vũ biểu của nền kinh tế và là một công

cụ quan trọng giúp chính phủ thực hiện các chính sách kinh tế vĩ mô Thông qua TTCK, chính phủ có thể mua và bán trái phiếu chính phủ để tạo ra nguồn thu bù đắp thâm hụt ngân sách và quản lý lạm phát Ngoài ra, chính phủ cũng có thể sử dụng một số chính sách, biện pháp tác động vào TTCK nhằm định hướng đầu tư đảm bảo cho sự phát triển cân đối của nền kinh tế

b) Tổng quan về thị trường chứng khoán trong và ngoài nước

Theo như số liệu được cung cấp bởi Statista – công ty chuyên về thị trường

và dữ liệu người dùng và diễn đàn Asktraders, trên thế giới có xấp xỉ khoảng 9.6

triệu nhà đầu tư trực tuyến, chiếm khoảng 0.12% dân số trên thế giới Trong đó, ở

Mỹ thị trường chứng khoán chiếm gần 52% tổng thị trường trên thế giới

Tại Việt Nam, thị trường chứng khoán được thành lập vào năm 1998 Từ đó, thị trường chứng khoán tại Việt Nam đang tăng mạnh, nhiều kỉ lục được xác lập trong năm 2020

Hình 1 Top những cổ phiếu ảnh hưởng đến thị trường Việt Nam

Hình 2 Hình ảnh Top 10 cổ phiếu ở Việt Nam

1.3 Phương hướng giải quyết vấn đề

Việc dự đoán chứng khoán là một việc khá khó khăn vì thị trường chứng khoán luôn thay đổi một cách nhanh chóng theo từng giờ, ngoài ra nó còn chịu ảnh hưởng của rất nhiều các yếu tố bên ngoài như : Thay đổi kinh tế, chính trị, biến động thị trường, …

Có nhiều phương hướng giải quyết vấn đề này như:

1, Sử dụng mô hình học máy: Các mô hình học máy như mạng nơ-ron, hồi quy tuyến tính, máy vector hỗ trợ và LSTM có thể được sử dụng để dự đoán giá chứng khoán Những mô hình này có thể học được các mối quan hệ phức tạp giữa giá chứng khoán và các yếu tố ảnh hưởng đến giá chứng khoán, từ đó giúp dự đoán giá chứng khoán trong tương lai

2, Sử dụng kỹ thuật xử lý dữ liệu: Dữ liệu lịch sử về giá chứng khoán, các chỉ số kinh tế và các yếu tố khác có thể được sử dụng để huấn luyện mô hình dự

đoán giá chứng khoán Các kỹ thuật xử lý dữ liệu như chuẩn hóa dữ liệu, loại bỏ nhiễu và tách các thành phần chính của dữ liệu có thể cải thiện độ chính xác của mô hình

3, Sử dụng phân tích kỹ thuật: Phân tích kỹ thuật là một phương pháp dự đoán giá chứng khoán dựa trên việc phân tích biểu đồ giá chứng khoán và các chỉ số

kỹ thuật như đường trung bình động, RSI, MACD, Phương pháp này tập trung vào việc phân tích các xu hướng và mô hình trong dữ liệu giá chứng khoán để đưa ra

dự đoán về giá chứng khoán trong tương lai

4, Sử dụng dữ liệu thời tiết và tin tức: Dữ liệu thời tiết và tin tức có thể ảnh hưởng đến giá chứng khoán Sử dụng các công nghệ khai thác dữ liệu để thu thập,

xử lý phân tích từ đó đưa ra những phán đoán

Trong đề tài này sẽ sử dụng kết hợp nhiều phương pháp như RNN, LSTM, GAN,… để dự đoán giá cả chứng khoán trong tương lai

Từ những đự đoán đó, người sử dụng có thể đưa ra các lựa chọn là mua (hoặc bán) sao cho đem lại lợi ích nhất cho người sử dụng

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH THIẾT KẾ

2.1 Phân tích yêu cầu

Yêu cầu đặt ra: Sử dụng dữ liệu để có thể dự đoán giá cổ phiếu trong tương lai

Để có thể giải quyết bài toán này Trước hết cần phải giải quyết những yêu cầu sau:

1, Thu thập dữ liệu : Để dữ liệu có tính chính xác cao nhất Dữ liệu sử dụng cho bài toán dự đoán giá chứng khoán được lấy từ trang Kaggle – Đây là một nền tảng trực tuyến cho cộng đồng Machine Learning (ML) và Khoa học dữ liệu Kaggle cho phép người dùng chia sẻ, tìm kiếm các bộ dữ liệu Tìm hiểu và xây dựng models, tương tác với những nhà khoa học và kỹ sư ML trên toàn thế giới

2, Xử lý dữ liệu : Loại bỏ những dữ liệu thừa, không cần thiết để tránh ảnh hưởng đến quá trình huấn luyện và học của chương trình

3, Phương hướng tiếp cận : Có nhiều hướng tiếp cận trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo như Học máy (Machine Learning), Học sâu (Deep Learning) và Học tăng cường (Reinforcement Learning) nhưng trong đề tài này sẽ tập trung vào viêc sử dụng mô hình học sâu kết hợp với phương pháp phân tích dữ liệu kĩ thuật

4, Kết quả đầu ra : Dựa vào những dữ liệu đầu vào để đưa ra giá dự đoán cho ngày tiếp theo với độ chính xác cao nhất

2.2 Phân tích bài toán

Dữ liệu huấn luyện: Sử dụng dữ liệu lấy được ở các trang nền tảng cung cấp

dữ liệu về thị trường chứng khoán

Dữ liệu được lấy về và lưu dưới dạng file csv Sẽ bao gồm các trường cung cấp thông tin dữ liệu như: Thời gian, Giá đóng cửa, Giá mở cửa, Giá cao nhất, Giá thấp nhất, …

2.3 Phương pháp sử dụng

Phương pháp học máy sử dụng trong đề tài này là sử dụng mô hình học sâu LSTM kết hợp với việc phân tích kỹ thuật

Vậy, tại sao lại sử dụng mạng LSTM? Mạng LSTM có khác gì so với mạng truyền thống và các mạng khác?

Bắt đầu từ mạng nơron truyền thống thì không thể lưu lại các dữ liệu đã thực hiện trước đó, đây có thể coi là một khuyết điểm lớn của mạng nơron truyền thống

Ví dụ, khi muốn phân loại các bối cảnh xảy ra trong một bộ phim thì cần phải nhớ