《金融工程學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件 - 課程與考試中心

1、金融工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)【課程性質(zhì)】專業(yè)必修（金融工程專業(yè)） 【課程學(xué)時(shí)】32【開課學(xué)期】第6學(xué)期 【實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)】32【適用專業(yè)】金融工程本科專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 證券資產(chǎn)組合的建立（2課時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對(duì)股票、期貨的模擬賬戶進(jìn)行操作，熟悉證券期貨類資產(chǎn)的買賣，熟悉實(shí)際的證券市場(chǎng)，建立資產(chǎn)組合，為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1. 進(jìn)入世華財(cái)經(jīng)模擬交易賬戶進(jìn)入我校校園網(wǎng)，點(diǎn)擊右下角“實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教育技術(shù)中心”，進(jìn)入網(wǎng)頁后點(diǎn)擊頁面上部的“實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”。進(jìn)入頁面后選擇“模擬股票外匯期貨交易系統(tǒng)”點(diǎn)擊進(jìn)入。用戶名和初始密碼均為學(xué)生的學(xué)號(hào)。2. 建立資產(chǎn)組合每個(gè)股票模擬交易賬戶資金為2000萬。要求至

2、少買入68支股票。其中，主板股票至少2支，中小板股票至少2支，創(chuàng)業(yè)板股票至少2支。買入債券至少2支，可轉(zhuǎn)債至少1個(gè)。每個(gè)交易的資金數(shù)量不少于100萬。嘗試進(jìn)行股指期貨和商品期貨的模擬交易。3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果將你的資產(chǎn)組合的結(jié)果以截屏的方式報(bào)告在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)1. 進(jìn)入世華財(cái)經(jīng)模擬交易賬戶進(jìn)入我校校園網(wǎng)，點(diǎn)擊右下角“實(shí)驗(yàn)教學(xué)與教育技術(shù)中心”，進(jìn)入網(wǎng)頁后點(diǎn)擊頁面上部的“實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”。進(jìn)入頁面后選擇“模擬股票外匯期貨交易系統(tǒng)”點(diǎn)擊進(jìn)入。用戶名和初始密碼均為學(xué)生的學(xué)號(hào)。2. 建立資產(chǎn)組合股票組合建立期貨倉(cāng)位賬戶管理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二 資產(chǎn)收益率的分布統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對(duì)證券類資產(chǎn)實(shí)際收益率的檢驗(yàn)，

3、了解實(shí)際的金融資產(chǎn)收益率分布特征，進(jìn)一步更好地理解所學(xué)金融計(jì)量理論。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1. 選擇進(jìn)行收益率統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的金融品種選擇四個(gè)指數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，分別是上證綜合指數(shù)、深圳成分指數(shù)、中小板指數(shù)和創(chuàng)業(yè)板指數(shù)。2. 收集金融品種的交易數(shù)據(jù)利用交易軟件，比如“中信證券”交易軟件或“新華08”金融信息平臺(tái)，收集至少一年時(shí)間的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類型為日數(shù)據(jù)和周數(shù)據(jù)。3. 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)并與正態(tài)分布進(jìn)行對(duì)比將收集到的交易數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)收益率數(shù)據(jù)，公式為，對(duì)各金融品種的對(duì)數(shù)收益率數(shù)據(jù)序列（日數(shù)據(jù)和周數(shù)據(jù)），使用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果與正態(tài)分布進(jìn)行對(duì)比，討論實(shí)際金融收益率分布與正態(tài)分布的區(qū)別。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)1. 收集金融

4、品種的交易數(shù)據(jù)打開中信證券網(wǎng)上交易軟件，鍵入中小板指數(shù)（zxbz）回車，進(jìn)入歷史行情。（分時(shí)行情歷史行情切換鍵F5）點(diǎn)擊左上角的菜單項(xiàng)目“系統(tǒng)”，在下拉菜單中點(diǎn)“數(shù)據(jù)導(dǎo)出”。選擇導(dǎo)出文件的格式和存儲(chǔ)位置，即可將該金融產(chǎn)品的數(shù)據(jù)文件導(dǎo)出。打開該文件，使用收盤價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2. 使用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)利用收盤價(jià)數(shù)據(jù)計(jì)算出收益率數(shù)據(jù)序列后，可以在Excel軟件中，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。具體路徑為：點(diǎn)擊上部菜單的“工具”“數(shù)據(jù)分析”統(tǒng)計(jì)描述。即可對(duì)指定數(shù)據(jù)序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。  實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三  資產(chǎn)組合市場(chǎng)模型的建立（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對(duì)模擬賬戶的資產(chǎn)組合進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立起單個(gè)資產(chǎn)和

5、資產(chǎn)組合的市場(chǎng)模型。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1. 收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用教師提供軟件收集你在股票模擬交易賬戶中所買入的各股票日交易數(shù)據(jù)，以及滬深300指數(shù)的日交易數(shù)據(jù)。2. 計(jì)算各股票的系數(shù)將收集到的交易數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)收益率數(shù)據(jù)，公式為，對(duì)各金融品種的對(duì)數(shù)收益率數(shù)據(jù)序列，使用Excel計(jì)算對(duì)滬深300指數(shù)的和系數(shù)。依據(jù)的公式為：Ri為單個(gè)股票的對(duì)數(shù)收益率，Rm為滬深300指數(shù)的對(duì)數(shù)收益率。此模型可看作資產(chǎn)的市場(chǎng)模型。3. 計(jì)算資產(chǎn)組合的系數(shù)資產(chǎn)組合的系數(shù)Wi×iWi為各資產(chǎn)在組合中的權(quán)重，i為各單個(gè)資產(chǎn)的系數(shù)。4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求要求在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，報(bào)告各資產(chǎn)回歸分析的結(jié)果，給出各單個(gè)資產(chǎn)的市場(chǎng)模型。給

6、出資產(chǎn)組合的系數(shù)計(jì)算結(jié)果。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)1. 收集金融品種的交易數(shù)據(jù)同實(shí)驗(yàn)二的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)部分。2. 計(jì)算各股票的系數(shù)將收集到的交易數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)收益率數(shù)據(jù)，公式為，對(duì)各金融品種的對(duì)數(shù)收益率數(shù)據(jù)序列，使用Excel計(jì)算對(duì)滬深300指數(shù)的和系數(shù)。Excel軟件中使用“工具數(shù)據(jù)分析回歸”完成兩個(gè)變量間的回歸。這里的回歸計(jì)算，也可以使用Eviews或Spss軟件。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四 證券組合的套期保值（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ず褪褂谩靶氯A08”金融信息平臺(tái)或證券軟件等搜集數(shù)據(jù)。熟悉利用股指期貨進(jìn)行套期保值的原理和操作。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1. 計(jì)算最優(yōu)合約數(shù)在上次實(shí)驗(yàn)中，大家已經(jīng)建立起了各自的證券資產(chǎn)組合，并建立了資產(chǎn)組合的市

7、場(chǎng)模型，計(jì)算出了資產(chǎn)組合的系數(shù)。應(yīng)用公式計(jì)算為各自證券資產(chǎn)組合進(jìn)行套期保值的最優(yōu)合約數(shù)。N*P/AP為要套期保值的資產(chǎn)價(jià)值，A為一份股指期貨合約的價(jià)值。滬深300股指期貨合約的價(jià)值是指數(shù)的300倍。2. 建立股指期貨合約的空頭頭寸根據(jù)計(jì)算的最優(yōu)合約數(shù)，建立或調(diào)整股指期貨合約的空單數(shù)量。3. 合約的選擇按照教師指定的套期保值結(jié)束時(shí)間選擇相應(yīng)合約和數(shù)量。4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求要求在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，報(bào)告套期保值結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)1. 計(jì)算最優(yōu)合約數(shù)應(yīng)用公式計(jì)算為各自證券資產(chǎn)組合進(jìn)行套期保值的最優(yōu)合約數(shù)。N*P/AP為要套期保值的資產(chǎn)價(jià)值，A為一份股指期貨合約的價(jià)值。滬深300股指期貨合約的價(jià)值

8、是指數(shù)的300倍。資產(chǎn)組合的系數(shù)在實(shí)驗(yàn)三中已經(jīng)算出。2. 建立股指期貨合約的空頭頭寸根據(jù)計(jì)算的最優(yōu)合約數(shù)，建立或調(diào)整股指期貨合約的空單數(shù)量。3. 套期保值結(jié)果在指定的套期保值結(jié)束的時(shí)候，分別計(jì)算你的股票組合的價(jià)值和期貨空頭合約的價(jià)值，二者之和與套期保值開始的時(shí)刻，你手中的股票組合的價(jià)值進(jìn)行對(duì)比，看利用股指期貨對(duì)股票現(xiàn)貨進(jìn)行套期保值的效果怎樣。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目五 最優(yōu)證券資產(chǎn)組合的確定方案（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^所學(xué)理論以及資料查閱，設(shè)計(jì)確定最優(yōu)證券資產(chǎn)組合的方案。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求在前面實(shí)驗(yàn)中，各位同學(xué)已經(jīng)建立了自己的股票組合，本次實(shí)驗(yàn)中，大家嘗試進(jìn)行最優(yōu)股票組合確定的實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)。本次實(shí)驗(yàn)是一次要求各位同

9、學(xué)自己查找資料，自己進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。要求大家查閱有關(guān)資產(chǎn)組合理論和資料，自行設(shè)計(jì)確定最優(yōu)資產(chǎn)組合的方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求要求在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，報(bào)告你的實(shí)驗(yàn)方案。并討論是否可行。本實(shí)驗(yàn)預(yù)計(jì)課時(shí)46課時(shí)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案后，進(jìn)行實(shí)際操作。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)本實(shí)驗(yàn)是一次綜合性實(shí)驗(yàn)，目的是鍛煉和考察同學(xué)們認(rèn)識(shí)金融問題，分析問題和解決問題的能力。具體的工作由同學(xué)們查找資料，利用已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)去解決實(shí)際問題。在指導(dǎo)中，教師進(jìn)行一般性的提示。要想獲得最優(yōu)的資產(chǎn)配置，關(guān)鍵問題是找到最優(yōu)資產(chǎn)資產(chǎn)組合的有效邊界。本實(shí)驗(yàn)中，大家只要找出最優(yōu)的資產(chǎn)組合有效邊界，就可認(rèn)為解決了本次實(shí)驗(yàn)的問題。關(guān)于最優(yōu)資產(chǎn)組合有效邊界的理論大家可以參看

10、“投資學(xué)”中的相關(guān)章節(jié)。 （1）該公式的含義就是要在給定的三個(gè)約束條件下，找出使得資產(chǎn)組合的方差（風(fēng)險(xiǎn)）最小的資產(chǎn)配置（最優(yōu)的wi）。2. 得到有效邊界的方法上面的公式是一個(gè)二次規(guī)劃問題，要得到不同收益率下的最優(yōu)資產(chǎn)配置（最優(yōu)的wi），必須求解該二次規(guī)劃問題?！巴顿Y學(xué)”等課程里面給出了一些用Excel解決該問題的方法，大家可以參考。在這里，教師推薦用Matlab軟件中的quadprog函數(shù)解該問題。在應(yīng)有該函數(shù)的時(shí)候，需要把該問題寫成quadprog函數(shù)需要的形式。這個(gè)過程需要大家去查找資料和Matlab有關(guān)書籍解決。這里，教師只給出一個(gè)例子。將公式（1）寫成的quadprog函數(shù)求解的表現(xiàn)形

11、式為：AAeg*x=Beglbxub其中：H為二次型矩陣，A,Aeg分別為不等式約束與等式約束系數(shù)矩陣，而f，b，beg，lb，ub，x為向量。接下來，求解二次規(guī)劃問題函數(shù)quadprog，現(xiàn)只需將所求的矩陣代入這個(gè)函數(shù)中。Matlab程序舉例： 0.00027;0.000203 0.000357 0.000534 0.000131 0.000243;0.000119 0.00014 0.000131 0.000193 0.000188;0.000244 0.00027 0.000243 0.000188 0.000538;b=-0.000672;f=;Aeq=-0.000564,-0.004

12、298,-0.001548,-0.000918,-0.002466;1,1,1,1,1;beq=-0.000564-0.00003*i;1;lb=zeros(5,1);ub=;x,fval,exitflag=quadprog(H,f,Aeq,beq,lb,ub)fprintf('%16fn',-0.000564-0.0003*i);fprintf('%16fn',fval);end實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目六 債券的久期計(jì)算 （4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^查找實(shí)際交易的債券信息，并根據(jù)交易數(shù)據(jù)計(jì)算債券的久期。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求在給定是交易軟件中，查找債券交易情況，也可以參照和訊債券網(wǎng)（），對(duì)

13、債券交易情況進(jìn)行初步的熟悉。選定23只債券，計(jì)算這些債券的久期。并討論其投資價(jià)值。為計(jì)算久期，首先要計(jì)算所選債券的到期收益率。債券到期收益率是指買入債券后持有至期滿得到的收益。這個(gè)收益率在本次實(shí)驗(yàn)中是指按連續(xù)復(fù)利計(jì)算的收益率，它是能使未來現(xiàn)金流入現(xiàn)值等于債券買入價(jià)格的貼現(xiàn)率。用下述公式計(jì)算所選債券的久期：D久期B債券價(jià)格C債券每次發(fā)放的現(xiàn)金流t現(xiàn)金流發(fā)放的時(shí)間y到期收益率實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵問題是債券的收益率數(shù)據(jù)的取得，至于具體的計(jì)算沒有難度。選擇債券以及查看債券的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以在中信證券交易軟件和和訊債券網(wǎng)（）上進(jìn)行。對(duì)于到期收益率，是指以當(dāng)前價(jià)格買入債券持有到期所獲得的平均收益率，在本次

14、實(shí)驗(yàn)的計(jì)算中使用的是連續(xù)復(fù)利，這一點(diǎn)請(qǐng)大家注意。債券到期收益率的計(jì)算方法參加“期貨與期權(quán)”教材中的P76頁。在和訊網(wǎng)上面，大家可以查到債券到期收益率的數(shù)據(jù)和計(jì)算器，但本次實(shí)驗(yàn)，教師不建議大家用現(xiàn)成的數(shù)據(jù)，最好自己計(jì)算。在計(jì)算中可以采用試錯(cuò)法，編制一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算程序，但計(jì)算滿足設(shè)定的精度，結(jié)束計(jì)算，得出相應(yīng)精度下的債券到期收益率。以下是一個(gè)計(jì)算債券到期收益率的計(jì)算程序例子。基本情況介紹：買入凱迪債的報(bào)價(jià)為92.25元，面值為100元，年利率為6.12%，計(jì)息日為8月23日，剩余年限為8.3598年。則每年可以得到的利息為： 元，持有到期可以獲得100元的本金。 用Vb編寫得到以下程序，算出到期收

15、益率： Private Sub Command1_Click()Dim y, c, f As DoubleDoc = 6.12 * Exp(-y * 0.3598) + 6.12 * Exp(-y * 1.3598) + 6.12 * Exp(-y * 2.3598) + 6.12 * Exp(-y * 3.3598) + 6.12 * Exp(-y * 4.3598) + 6.12 * Exp(-y *5.3598) + 6.12 * Exp(-y * 5.3598) + 6.12 * Exp(-y * 6.3598) + 6.12 * Exp(-y * 7.3598) + 106.12 *

16、 Exp(-y * 8.3598)Print yEnd Sub計(jì)算得到到期收益率為8.55%實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目七 資產(chǎn)組合VaR的計(jì)算 （4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次實(shí)驗(yàn)，了解和熟悉風(fēng)險(xiǎn)管理中的VaR理論，并學(xué)會(huì)用簡(jiǎn)單的正態(tài)分布模型計(jì)算資產(chǎn)組合的VaR數(shù)值。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1. VaR模型建立如果從數(shù)學(xué)角度定義VaR，可令W0為風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)的初值，R為目標(biāo)時(shí)間區(qū)間上的收益率，W*為給定置信水平上的資產(chǎn)最低價(jià)值，則VaR定義為：VaRE(W)W* （1)期末的財(cái)富W=W0(1+R)，同理，W*=W0(1+R*)，在計(jì)算中，一般常用的是假設(shè)收益率服從正態(tài)分布，設(shè)R的均值為,方差為2,則VaRE(W)W*W0(R*-)

17、設(shè)投資組合的收益率分布概率密度函數(shù)為f(R),給定置信水平c，則R*由下式確定：根據(jù)上述推導(dǎo)，計(jì)算VaR相當(dāng)于根據(jù)組合的價(jià)值的分布來計(jì)算W*，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為計(jì)算分布中的R*，再根據(jù)投資組合的期望收益率計(jì)算VaR。對(duì)于正態(tài)分布，VaR計(jì)算公式簡(jiǎn)化為：VaRW0 （2）其中，是對(duì)應(yīng)于相應(yīng)置信度的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的Z值，為收益率的標(biāo)準(zhǔn)差，t為選取的時(shí)間區(qū)間。2. 具體實(shí)驗(yàn)計(jì)算步驟為根據(jù)上述公式計(jì)算你的資產(chǎn)組合的VaR數(shù)值。可以依據(jù)以下步驟進(jìn)行計(jì)算。1）計(jì)算你所持有資產(chǎn)的收益率的標(biāo)準(zhǔn)差，分別使用日數(shù)據(jù)，周數(shù)據(jù)。也就是說，你需要計(jì)算日收益率數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，和周收益率數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。2）查找標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的Z值。置信區(qū)

18、間為95%。使用Excel軟件中的Normsdist（）函數(shù)，試錯(cuò)當(dāng)括號(hào)中的數(shù)值使得該函數(shù)的數(shù)值接近5%,括號(hào)中的數(shù)值就是要取的.2）計(jì)算VaR數(shù)值a日收益的VaR將日收益率標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的Z值，帶入公式（2）。你想計(jì)算n天的VaR，則tnb周收益的VaR將日收益率標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的Z值，帶入公式（2）。你想計(jì)算n周的VaR，則tn3. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求給出你的股票組合的日和周收益的標(biāo)準(zhǔn)差。分別報(bào)告你的資產(chǎn)組合1天，10天，1周，5周的VaR數(shù)值，并說明這些數(shù)值的含義。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)你手中的股票資產(chǎn)組合的方差，在實(shí)驗(yàn)五中計(jì)算最優(yōu)資產(chǎn)配置的過程中，已經(jīng)得到解決。參加實(shí)驗(yàn)五中的計(jì)算方法。2. 標(biāo)準(zhǔn)

19、正態(tài)分布的Z值可以查找正態(tài)分布表，得到相應(yīng)置信區(qū)間下的Z值。也可以使用Excel軟件中的Normsdist（）函數(shù)試錯(cuò)，當(dāng)括號(hào)中的數(shù)值使得該函數(shù)的數(shù)值接近5%，括號(hào)中的數(shù)值就是要取的Z值。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目八 期權(quán)定價(jià)的二叉樹方法以可轉(zhuǎn)換債券為例（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^本次實(shí)驗(yàn)，熟悉期權(quán)定價(jià)的二叉樹方法，嘗試用二叉樹方法為期權(quán)定價(jià)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求1. 二叉樹模型回顧 = p u + (1 p )d erT其中：二叉樹模型計(jì)算的理論和方法，見“期貨與期權(quán)”P320頁。2. 具體實(shí)驗(yàn)計(jì)算步驟（1）任選一只市場(chǎng)正在交易的可轉(zhuǎn)換債券，熟悉其價(jià)格波動(dòng)特點(diǎn)。（2）利用標(biāo)的股票的收盤價(jià)日數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)的證券的年波動(dòng)率。（3）利用二叉樹方法，為可轉(zhuǎn)債包含的看漲期權(quán)進(jìn)行定價(jià)。在期權(quán)存續(xù)期內(nèi)，任選5個(gè)時(shí)間點(diǎn)，計(jì)算期權(quán)的價(jià)值。步數(shù)選擇，至少取5步二叉樹計(jì)算期權(quán)的價(jià)值。較高的要求是選擇30步，來計(jì)算期權(quán)價(jià)值。3. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求報(bào)告你的計(jì)算結(jié)果，討論可轉(zhuǎn)債的投資價(jià)值，二叉樹方法是否可以對(duì)美式期權(quán)定價(jià)？實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)可以通過中信證券交易軟件或新華“08”金融信息平臺(tái)。例如