金融数量分析-基于MATLAB编程-(第4版)

第1章 金融市场与金融产品…………… 1 1.1 金融市场………………………… 1 1.1.1 货币市场…………………… 2 1.1.2 资本市场…………………… 2 1.1.3 商品市场…………………… 3 1.2 金融机构………………………… 3 1.2.1 存款性金融机构…………… 4 1.2.2 非存款性金融机构………… 4 1.2.3 家庭或个人………………… 5 1.3 基础金融工具…………………… 6 1.3.1 原生金融工具……………… 6 1.3.2 衍生金融工具……………… 6 1.3.3 金融工具的基本特征……… 6 1.4 金融产品………………………… 7 1.5 金融产品风险…………………… 8 第2章 MATLAB基础知识概述……… 10 2.1 MATLAB的发展历程和影响…………………………………… 10 2.2 基本操作………………………… 11 2.2.1 操作界面…………………… 11 2.2.2 Help帮助文档…………… 12 2.2.3 系统变量…………………… 13 2.3 多项式运算……………………… 17 2.3.1 多项式表达方式…………… 17 2.3.2 多项式求解………………… 17 2.3.3 多项式乘法(卷积)………… 18 2.4 多项式的曲线拟合……………… 18 2.4.1 函数拟合…………………… 18 2.4.2 曲线拟合工具CFTOOL……………………………… 20 2.4.3 多项式插值………………… 20 2.5 微积分计算……………………… 22 2.5.1 数值积分计算……………… 22 2.5.2 符号积分计算……………… 23 2.5.3 数值微分运算……………… 23 2.5.4 符号微分运算……………… 25 2.6 矩阵计算………………………… 26 2.6.1 线性方程组的求解………… 26 2.6.2 矩阵的特征值和特征向量……………………………… 26 2.6.3 矩阵求逆…………………… 27 2.7 M 函数编程规则……………… 27 2.8 绘图函数………………………… 32 2.8.1 简易函数绘图……………… 32 2.8.2 二维图形的绘制…………… 34 2.8.3 三维图形的绘制…………… 35 2.8.4 等高线图形的绘制………… 37 2.8.5 二维伪彩图的绘制………… 38 2.8.6 矢量场图的绘制…………… 39 2.8.7 图形的填色………………… 40 第3章 MATLAB与Excel的数据交互与数据处理案例………………… 42 3.1 数据交互函数…………………… 42 3.1.1 获取文件信息函数xlsfinfo……………………………… 42 3.1.2 读取数据函数xlsread …… 43 3.1.3 写入数据函数xlswrite…… 45 3.1.4 可视化交互界面函数uiimport……………………………… 46 3.2 Excel Link宏………………… 48 3.2.1 加载Excel Link宏……… 48 3.2.2 使用Excel Link宏……… 48 3.3 数据交互实例…………………… 51 3.3.1 基金相关性的计算………… 51 3.3.2 多个文件的读取和写入…… 53 3.4 数据的平滑处理………………… 54 3.4.1 smooth函数……………… 54 3.4.2 smoothts函数…………… 57 3.4.3 medfilt1函数……………… 60 3.5 数据的标准化…………………… 61 3.5.1 数据的标准化变换………… 62 3.5.2 数据的极差变换…………… 64 第4章 MATLAB与数据库的数据交互………………………………… 66 4.1 数据源配置……………………… 66 4.2 MATLAB连接数据库………… 68 4.2.1 Database工具箱简介…… 68 4.2.2 Database工具箱函数…… 68 4.2.3 数据库的数据读取………… 69 4.2.4 数据库的数据写入………… 73 4.3 网络数据读取…………………… 76 4.3.1 Sina财经实时数据……… 76 4.3.2 Tencent财经历史数据…… 78 第5章 贷款按揭与保险产品——现金流分析案例……………………… 81 5.1 货币时间价值计算……………… 81 5.1.1 单利终值与现值…………… 81 5.1.2 复利终值与现值…………… 82 5.1.3 连续复利计算……………… 82 5.2 固定现金流计算………………… 83 5.2.1 固定现金流现值计算函数pvfix ……………………… 83 5.2.2 固定现金流终值计算函数fvfix ……………………… 84 5.3 变化现金流计算………………… 85 5.4 年金现金流计算………………… 86 5.5 商业按揭贷款分析……………… 88 5.5.1 按揭贷款还款方式………… 88 5.5.2 等额还款模型与计算……… 89 5.5.3 等额本金还款……………… 91 5.5.4 还款方式比较……………… 94 5.5.5 提前还款违约金估算……… 94 5.6 商业养老保险分析……………… 95 5.6.1 商业养老保险案例………… 95 5.6.2 产品结构分析……………… 96 5.6.3 现金流模型………………… 96 5.6.4 保险支出现值函数………… 97 5.6.5 保险收入现值函数………… 97 5.6.6 案例数值分析……………… 99 5.6.7 案例分析结果…………… 100 第6章 随机模拟——概率分布与随机数…………………………… 101 6.1 概率分布 ……………………… 101 6.1.1 概率分布的定义………… 101 6.1.2 几种常用的概率分布…… 101 6.1.3 密度函数、分布函数和逆概率分布函数值的计算……… 104 6.2 随机数与蒙特卡罗模拟……… 107 6.2.1 随机数的生成…………… 107 6.2.2 蒙特卡罗模拟…………… 110 6.3 随机价格序列………………… 113 6.3.1 收益率服从正态分布的价格序列………………… 113 6.3.2 具有相关性的随机序列… 115 6.4 带约束的随机序列…………… 117 第7章 CFTOOL数据拟合——GDP与用电量增速分析……………… 120 7.1 案例背景——GDP与用电量的关系…………………………… 120 7.2 数据拟合方法………………… 122 7.3 MATLAB CFTOOL的使用………………………………… 122 7.3.1 CFTOOL函数的调用方式…………………………… 123 7.3.2 导入数据………………… 123 7.3.3 数据的平滑处理………… 124 7.3.4 数据筛选………………… 125 7.3.5 数据拟合………………… 1263 7.3.6 绘图控制………………… 129 7.3.7 拟合后处理……………… 130 7.4 加权重拟合…………………… 131 第8章 策略模拟——组合保险策略分析…………………………… 134 8.1 固定比例组合保险策略……… 134 8.1.1 策略模型………………… 134 8.1.2 模型参数………………… 135 8.2 时间不变性组合保险策略…… 136 8.2.1 策略模型………………… 136 8.2.2 模型参数………………… 136 8.3 策略数值模拟………………… 136 8.3.1 模拟情景假设…………… 136 8.3.2 固定比例组合保险策略模拟…………………………… 137 8.3.3 时间不变性组合保险策略模拟……………………… 140 8.4 策略选择与参数优化………… 144 8.4.1 模拟情景假设…………… 144 8.4.2 模拟方案与模拟参数…… 144 8.4.3 模拟程序与结果………… 145 第9章 KMV 模型求解——方程与方程组的数值解……………… 153 9.1 方程与方程组………………… 153 9.1.1 方 程…………………… 153 9.1.2 方程组…………………… 153 9.2 方程与方程组的求解………… 154 9.2.1 fzero函数………………… 154 9.2.2 fsolve函数……………… 155 9.2.3 含参数方程组的求解…… 157 9.3 KMV模型方程组的求解…… 159 9.3.1 KMV模型简介………… 159 9.3.2 KMV模型计算方法…… 160 9.3.3 KMV模型计算程序…… 161 第10章 期权定价模型与数值方法… 165 10.1 期权基础概念………………… 165 10.1.1 期权及其相关概念……… 165 10.1.2 买入期权、卖出期权平价组合…………………………… 166 10.1.3 期权防范风险的应用…… 166 10.2 期权定价方法的理论基础…… 167 10.2.1 布朗运动………………… 168 10.2.2 伊藤引理………………… 169 10.2.3 Black Scholes微分方程…………………………… 171 10.2.4 Black Scholes方程求解…………………………… 173 10.2.5 影响期权价格的因素分析…………………………… 175 10.3 B S公式隐含波动率计算… 178 10.3.1 隐含波动率概念………… 178 10.3.2 隐含波动率计算方法…… 179 10.3.3 隐含波动率计算程序…… 180 10.4 期权二叉树模型……………… 184 10.4.1 二叉树模型的基本理论…………………………… 184 10.4.2 二叉树模型的计算……… 185 10.5 期权定价的蒙特卡罗方法…… 187 10.5.1 模拟基本思路…………… 187 10.5.2 模拟技术实现…………… 187 10.5.3 模拟技术改进…………… 188 10.5.4 欧式期权蒙特卡罗模拟…………………………… 190 10.5.5 障碍期权蒙特卡罗模拟…………………………… 193 10.5.6 亚式期权蒙特卡罗模拟…………………………… 196 第11章 股票挂钩结构分析………… 200 11.1 股票挂钩产品的基本结构…… 200 11.1.1 高息票据与保本票据…… 200 11.1.2 产品构成要素说明……… 201 11.1.3 产品的设计方法………… 202 11.2 股票挂钩产品案例分析……… 204 11.2.1 产品定价分析…………… 2044 11.2.2 产品案例要素说明……… 204 11.2.3 保本票据定价与收益…… 205 11.2.4 高息票据定价与收益…… 209 11.3 分级型结构产品分析………… 210 11.3.1 分级型结构产品的组成…………………………… 210 11.3.2 分级型结构产品的结构比例……………………… 211 11.3.3 分级型结构产品的收益分配……………………… 211 11.3.4 分级型结构产品的流通方式……………………… 212 11.3.5 分级型结构产品的风险控制……………………… 212 11.4 鲨鱼鳍期权期望收益测算…… 213 11.4.1 鲨鱼鳍期权简介………… 213 11.4.2 鲨鱼鳍期权收益率曲线…………………………… 213 11.4.3 期望收益测算(历史模拟法)…………………………… 214 11.4.4 结果与分析……………… 215 第12章 马科维茨均值方差模型…… 218 12.1 模型理论……………………… 218 12.2 收益与风险计算函数………… 219 12.3 有效前沿计算函数…………… 220 12.4 约束条件下有效前沿………… 224 12.5 模型年化参数计算…………… 226 第13章 基金评价与投资组合绩效… 228 13.1 资产定价(CAPM)模型……… 228 13.2 组合绩效指标………………… 229 13.2.1 Beta与Alpha的计算… 230 13.2.2 夏普比率………………… 234 13.2.3 信息比率………………… 235 13.2.4 跟踪误差………………… 236 13.2.5 *大回撤………………… 237 13.3 业绩归因分析………………… 240 13.3.1 大类资产配置效应、行业配置效应和个股选择效应……240 13.3.2 基金选股与择时能力分析…………………………… 241 第14章 风险价值VaR计算………… 242 14.1 VaR模型…………………… 242 14.1.1 VaR模型的含义……… 242 14.1.2 VaR的主要性质……… 242 14.1.3 VaR模型的优点与缺点…………………………… 243 14.2 VaR的计算方法…………… 244 14.3 数据读取……………………… 244 14.3.1 数据提取………………… 245 14.3.2 数据可视化与标准化…… 246 14.3.3 数据简单处理与分析…… 247 14.4 数据处理……………………… 252 14.5 历史模拟法程序……………… 254 14.6 参数模型法程序……………… 256 14.7 蒙特卡罗模拟程序…………… 257 14.7.1 基于随机收益率序列的蒙特卡罗风险价值计算…… 257 14.7.2 基于几何布朗运动的蒙特卡罗模拟………………… 260 第15章 跟踪误差*小化———非线性*小二乘法MATLAB编程… 262 15.1 理论与案例…………………… 262 15.1.1 非线性*小二乘法……… 262 15.1.2 跟踪误差*小化背景…… 262 15.2 模型建立……………………… 263 15.2.1 实际案例………………… 263 15.2.2 数学模型………………… 264 15.3 MATLAB实现……………… 265 15.3.1 lsqnonlin函数………… 265 15.3.2 建立目标函数…………… 266 15.3.3 模型求解………………… 269 15.4 扩展问题……………………… 272 第16章 分形技术———移动平均Hurst指数计算…………………… 273 16.1 Hurst指数简介……………… 273 16.2 R/S方法计算Hurst指数… 274 16.3 移动窗口Hurst指数计算程序………………………………… 274 16.3.1 时间序列分段…………… 274 16.3.2 Hurst指数计算………… 276 16.3.3 移动窗口Hurst指数计算…………………………… 278 第17章 固定收益证券的久期与凸度计算……………………………… 281 17.1 基本概念……………………… 281 17.2 价格与收益率的计算………… 284 17.2.1 计算公式………………… 284 17.2.2 债券定价计算…………… 285 17.2.3 债券收益率计算………… 288 17.3 久期与凸度的计算…………… 291 17.3.1 债券久期的计算………… 291 17.3.2 债券凸度的计算………… 294 17.4 债券组合久期免疫策略……… 297 第18章 利率期限结构与利率模型… 301 18.1 利率理论与投资策略………… 301 18.1.1 利率的期限结构理论…… 301 18.1.2 利用利率结构投资策略…………………………… 301 18.2 利率期限结构………………… 303 18.2.1 建立利率期限结构的方法…………………………… 303 18.2.2 利率期限结构的计算…… 304 18.2.3 利率期限结构的平滑…… 309 18.3 利用利率期限结构计算远期利率………………………………… 310 18.4 利率模型……………………… 313 18.4.1 利率模型分类…………… 313 18.4.2 Ho Lee模型………… 314 18.4.3 BDT二叉树的构建…… 318 18.4.4 HJM 模型的构建……… 321 第19章 线性优化理论与方法……… 323 19.1 线性规划理论………………… 323 19.1.1 线性规划的求解方法…… 323 19.1.2 线性模型的标准形式…… 324 19.2 线性优化MATLAB求解…… 324 19.2.1 linprog函数…………… 324 19.2.2 线性规划模型的表示…… 325 19.2.3 内点法求解……………… 326 19.2.4 单纯形法求解…………… 326 19.3 含参数线性规划……………… 327 第20章 非线性优化理论与方法…… 329 20.1 理论背景……………………… 329 20.1.1 非线性问题……………… 329 20.1.2 非线性优化……………… 329 20.2 理论模型……………………… 330 20.2.1 无约束非线性优化……… 330 20.2.2 约束非线性优化………… 331 20.3 MATLAB实现……………… 331 20.3.1 fminunc函数…………… 331 20.3.2 fminsearch函数………… 335 20.3.3 fmincon函数…………… 337 20.4 扩展问题……………………… 341 20.4.1 大规模优化问题………… 341 20.4.2 含参数优化问题………… 343 第21章 资产收益率分布的拟合与检验……………………………… 345 21.1 案例描述……………………… 345 21.2 数据的描述性统计…………… 346 21.2.1 描述性统计量…………… 346 21.2.2 统计图…………………… 350 21.3 分布的检验…………………… 353 21.3.1 chi2gof函数…………… 353 21.3.2 jbtest函数……………… 355 21.3.3 kstest函数……………… 357 21.3.4 kstest2函数…………… 358 21.3.5 lillietest函数…………… 361 21.3.6 方法结论分析…………… 363 21.4 投资组合分布图比较………… 363 第22章 技术分析———指标计算与回测……………………………… 367 22.1 理论简介……………………… 367 22.2 行情数据的K线图………… 367 22.2.1 数据读取………………… 367 22.2.2 蜡烛图(K线) ………… 368 22.3 技术指标计算………………… 373 22.3.1 移动平均线……………… 373 22.3.2 布林带…………………… 374 22.3.3 平滑异同移动平均线…… 376 22.3.4 其他技术指标…………… 377 22.4 动态技术指标………………… 378 22.5 指标回测分析………………… 381 22.5.1 读取数据………………… 381 22.5.2 计算交易信号和持仓信号…………………………… 381 22.5.3 模拟交易………………… 382 22.5.4 交易结果评价…………… 383 22.5.5 回测结果可视化………… 384 第23章 编程实用技巧……………… 388 23.1 变量的初始化………………… 388 23.2 集合的交并函数……………… 390 23.3 坐标轴时间标记……………… 393 23.4 坐标轴过原点实现…………… 395 23.5 定时触发程序运行…………… 397 23.6 发送邮件……………………… 397 参考文献………………………………… 399