Gradient Descent

هبوط التدرج: دليل شامل للمبتدئين

مقدمة

هبوط التدرج (Gradient Descent) هو خوارزمية تحسين أساسية تستخدم على نطاق واسع في مجالات متعددة، بما في ذلك التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي، ويشكل حجر الزاوية في تطوير النماذج الإحصائية المستخدمة في التداول الخوارزمي و حتى في تداول الخيارات الثنائية. في جوهره، يهدف هبوط التدرج إلى إيجاد القيمة الدنيا لدالة ما. في سياق التداول، يمكن أن تمثل هذه الدالة دالة الخسارة التي تقيس الفرق بين التنبؤات التي يقدمها النموذج وأسعار السوق الفعلية. يهدف هبوط التدرج إلى ضبط معاملات النموذج لتقليل هذه الخسارة، مما يؤدي إلى تنبؤات أكثر دقة.

المفهوم الأساسي

تخيل أنك تقف على تل وتريد الوصول إلى الوادي في الأسفل. أحد الأساليب هو النظر حولك وتحديد الاتجاه الأكثر انحدارًا، ثم اتخاذ خطوة في ذلك الاتجاه. كرر هذه العملية حتى تصل إلى الوادي. هذا هو بالضبط ما يفعله هبوط التدرج.

رياضيًا، يعتمد هبوط التدرج على حساب مشتقة الدالة (التدرج) في نقطة معينة. يمثل التدرج اتجاه الزيادة الأكبر للدالة. لذلك، للوصول إلى القيمة الدنيا، نتحرك في الاتجاه المعاكس للتدرج.

صيغة هبوط التدرج

الصيغة الأساسية لتحديث المعاملات في هبوط التدرج هي:

θ = θ - η * ∇J(θ)

حيث:

• θ هو متجه المعاملات التي نريد تحسينها.
• η (إيتا) هو معدل التعلم، وهو معلمة تحدد حجم الخطوة التي نتخذها في كل تكرار.
• ∇J(θ) هو تدرج دالة الخسارة J بالنسبة للمعاملات θ.

أنواع هبوط التدرج

هناك عدة أنواع من هبوط التدرج، كل منها يتميز بمزايا وعيوب:

• هبوط التدرج الدفعي (Batch Gradient Descent): يستخدم جميع بيانات التدريب لحساب التدرج في كل تكرار. هذا يضمن تقاربًا ثابتًا، لكنه قد يكون بطيئًا جدًا لمجموعات البيانات الكبيرة.
• هبوط التدرج العشوائي (Stochastic Gradient Descent - SGD): يستخدم عينة واحدة عشوائية من بيانات التدريب لحساب التدرج في كل تكرار. هذا أسرع بكثير من هبوط التدرج الدفعي، ولكنه قد يكون أكثر ضوضاءً ويتقلب بشكل أكبر.
• هبوط التدرج المصغر (Mini-Batch Gradient Descent): يستخدم مجموعة صغيرة عشوائية (mini-batch) من بيانات التدريب لحساب التدرج في كل تكرار. هذا يجمع بين مزايا هبوط التدرج الدفعي والعشوائي، مما يوفر توازنًا جيدًا بين السرعة والاستقرار.

نوع هبوط التدرج

استخدام البيانات

السرعة

الاستقرار

هبوط التدرج الدفعي

جميع البيانات

بطيء

عالٍ

هبوط التدرج العشوائي

عينة واحدة

سريع

منخفض

هبوط التدرج المصغر

مجموعة صغيرة

متوسط

متوسط

تطبيق هبوط التدرج في تداول الخيارات الثنائية

في تداول الخيارات الثنائية، يمكن استخدام هبوط التدرج لتدريب نماذج تتنبأ باحتمالية ارتفاع أو انخفاض سعر الأصل الأساسي. يمكن استخدام هذه النماذج في استراتيجيات التداول المختلفة. على سبيل المثال:

• تحسين معلمات مؤشرات فنية: يمكن استخدام هبوط التدرج لضبط معلمات المؤشرات الفنية مثل المتوسطات المتحركة، ومؤشر القوة النسبية (RSI)، ومؤشر الماكد (MACD) لتحسين دقة إشارات التداول.
• بناء نماذج تنبؤية: يمكن استخدام هبوط التدرج لتدريب نماذج الشبكات العصبية أو آلات متجه الدعم (SVM) للتنبؤ باتجاهات الأسعار بناءً على البيانات التاريخية.
• إدارة المخاطر: يمكن استخدام هبوط التدرج لتحسين استراتيجيات إدارة رأس المال وتقليل المخاطر.

التحديات والمشاكل المحتملة

• اختيار معدل التعلم: اختيار معدل التعلم المناسب أمر بالغ الأهمية. إذا كان معدل التعلم كبيرًا جدًا، فقد يتجاوز هبوط التدرج القيمة الدنيا. إذا كان معدل التعلم صغيرًا جدًا، فقد يستغرق هبوط التدرج وقتًا طويلاً للتقارب.
• الحد الأدنى المحلي: قد يعلق هبوط التدرج في الحد الأدنى المحلي، وهي نقطة حيث تكون الدالة في أدنى نقطة في المنطقة المجاورة، ولكنها ليست القيمة الدنيا المطلقة.
• التحجيم: يمكن أن يؤدي التحجيم غير المناسب للميزات إلى تباطؤ عملية التعلم. لذلك، من المهم تحجيم الميزات قبل تطبيق هبوط التدرج.

تقنيات متقدمة

• التسارع (Momentum): تضيف التسارعًا إلى تحديثات المعاملات، مما يساعد على تجاوز الحدود المحلية وتسريع عملية التعلم.
• آدم (Adam): هو خوارزمية تحسين متكيفة تجمع بين مزايا التسارع وRMSprop. تعتبر من الخوارزميات الأكثر شيوعًا في التعلم العميق.
• التنظيم (Regularization): يضيف مصطلحًا إضافيًا إلى دالة الخسارة لتقليل التركيب الزائد وتحسين قدرة النموذج على التعميم.

روابط ذات صلة

• التعلم الآلي
• الذكاء الاصطناعي
• الخوارزميات
• التحسين الرياضي
• مشتقة الدالة
• معدل التعلم
• دالة الخسارة
• معاملات النموذج
• الشبكات العصبية
• آلات متجه الدعم (SVM)
• تحجيم الميزات
• التركيب الزائد
• التحليل الفني
• التحليل الأساسي
• إدارة المخاطر

استراتيجيات التداول ذات الصلة

• استراتيجية المتوسطات المتحركة
• استراتيجية مؤشر القوة النسبية (RSI)
• استراتيجية مؤشر الماكد (MACD)
• استراتيجية الاختراق
• استراتيجية الارتداد
• استراتيجية بولينجر باندز
• استراتيجية فيبوناتشي
• استراتيجية إتش آند إس (Head and Shoulders)
• استراتيجية التداول المتأرجح
• استراتيجية التداول اليومي
• استراتيجية التداول الخوارزمي
• استراتيجية الميتا تريدر
• استراتيجية التداول على أساس الأنماط
• استراتيجية التداول على أساس حجم التداول
• استراتيجية التداول على أساس الأخبار

ابدأ التداول الآن

سجل في IQ Option (الحد الأدنى للإيداع $10) افتح حساباً في Pocket Option (الحد الأدنى للإيداع $5)

انضم إلى مجتمعنا

اشترك في قناة Telegram الخاصة بنا @strategybin للحصول على: ✓ إشارات تداول يومية ✓ تحليلات استراتيجية حصرية ✓ تنبيهات باتجاهات السوق ✓ مواد تعليمية للمبتدئين