Matlab金融计算与金融数据处理.pdf

【实例简介】
MATLAB很好的一本关于金融计算和金融数据处理的书，介绍了很多计算技巧，基本方法
第1簟 MATLAB基本介绍 3 符逻辑运算符、条件运算符和赋值运算符,而且这些运算符适用于数组运算。对变量定义维 数并给出矩阵函数、特殊矩阵专用库函数使之在处理信号分析数学建模、系统识别、控制优 化等领域的间冋题时变得非常简单 MATLAB有望成为名副其实的“万能演算稿纸”似的科学 计算语言。 可扩充能力强,适于二次开发 MATLAB的快速发展得益于非常好的营运模式。 MATLAB是一个开放系统,具有非常 好的可扩充性和可开发性,用户可以非常方便地看到源程序,可以对源程序进行修改创建符 合自己需求的文件库。对外而言, MATLAB并不具有排他性,可以和 FORTRAN, C语言 Visual basic通过接口相连接,可以方便地相互调用程序。 MATLAB语言具有丰富的库函 数,进行复杂的数学运算时可以直接调用因此用户可以根据自身需要建立或扩充新的库函 数。良好的交互性使得程序员可以利用可重复使用程序代码,提高效率。 5.移植性好 MATLAB是用C语言編写的,它继承了C语言可移植性好的特点,因此可以移植到C语 言操作平台上。 MATLAB适用的操作系统有 windows,UNIX和 Linux等,除了内部函数 外, MATLAB的核心文件和工具箱都是公开的,读者可以对源文件进行修改,使其更加符合 自已的需要。 6,方便的绘图功能 MATLAB的绘图功能十分强大,它包含一系列绘图命令,例如线性坐标、对数坐标、半对 数坐标及极坐标,只要调用不同的绘图函数即可。图中的标题、坐标轴标注以及网格绘制仅需 调用相应的命令,非常简单,并可以绘制不同颜色的点线、复线和多重线。 当前, MATLAB软件因为其良好的开放性和稳定性,在工程计算中得到广泛应用。最近 10年来, MATLAB已经成为国际公认的标准计算软件,全球超过500000个工程师与科学家 使用 MATLAB软件,2000多家金融机构使用 MATLAB软件建立经济、金融模型,帮助他们 估计经济中的各种风险,并对风险进行有效管理,提高企业经营效率 1.2系统的金融工程解决方案 MATALB的金融工具箱是一个图数库,每个函数就是一个金融问题的解决方案,如果把 这些函数组合起来就变成一个程序,把程序集结起来就变成一个模块和系统。 MATLAB金计算与金融数据处理 1.2.1 MATLAB金融工具箱模块 1. Financial toolbox MATLAB自带金融工具箱,具有下列功能 ●日期數据处理; 资产均值-方差分析; 时间序列分析; 固定收益计算; 有价证券的收益和价格; 统计分析; ●定价和灵敏度分析; ●年金和现金流计算; ●抵押支持债券。 2. Financial Derivatives Toolbox Financial derivatives toolbox是金融衍生产品工具箱,用于固定收益、金融衍生物以及 风险投资评估分析,也可用于各种金融衍生物定价策略以及敏感度分析。 3. Financial Time series Toolbox Financial Time Series Toolbox用于分析金融市场的时间序列数据。金融数据是时间序 列数据例如股票价格或毎天的利息波动,可以用该工具箱进行更加直观的数据管理。该工具 箱支持下列功能;①提供两种创建金融时间序列的对象〔用构造器和转换文本文件);②可视 化金融时间序列对象;③技术分析函数分析投资。 4. Fixed-Income toolbox Fixed- Income Toolbox扩展了 MATLAH在金融财经方面的应用,可以用固定收益模型 进行计箅,例如定价、收益和现金流动等有价证券的固定收益计算。支持的固定收益类型包括 有价证券抵押回报、社会债券和保証金等。该工具箱还能够处理相应金融衍生物的计算,支持 抵押回收有价证券、国债和可转换债券等的计算。 5. GARCH Toolbox GARCH Toolboκ提供了一个集成计算环境,允许对单变量金融时序数据的易变性进行 建模。 GARCh Tool box使用一个广义 ARMAX/ GARCH复合模型对带有条件异方差的金 第1童 MATLAH基本介绍 5 融时序数据进行仿真、预测和参数识别。 GARCH Toolbox提供了基本工具为单变量广义自 回归条件异方差 GARCH( Generalized Auto Regressive Conditional Heteroskedasticity)易变 性进行建模。 GARCH Toolbox釆用单变量 GARCH模型对金融市场中的变化性进行分析。 上述工具箱基本上囊括了通常的金融计算,适用于金融学术研究特别适合金融实务工作 者进行金融计算。 Financial Toolbox提供了一个基于 MATLAB的财务分析支撑环境,可以 完成许多种财务分析统计任务;从简单计算到全面的分布式应用,财务工具箱都能够用来进行 证券定价、资产组合收益分析偏差分析和优化业务量等工作。 1.2.2使用 MATLAB的主要金融机构 使用 MATLAB的主要金融机构如下: 美国三大评级机构; 美国前十五大资产管理公司 美国前十大商业银行中有9家使用 MATLAB②; 美国前十五大对冲基金中有12家使用 MATLAB③; OECD国家的85%其中央银行使用 MATLAB 1.2.3 MATLAB网上资源 下面是部分网站 MATLAB金融资源: ) Mathworks公司主页 http://www.mathworks.com 2) MathWorks中国分公司主页 http://www.mathworks,cn/index,htmlref-pt 3) MATLAB程序变流中心 http://www.mathworks.com/matlabcentral/ 4) MATLAB金融程序交流中心 http://www.mathworks.com/matlabcentral/linkexchange/matlab/financeand Economics/index. html s) MATLAB定量金融分析程序代码 http://www,mathfinance.cn/'showcategory.phpcid=20 6) MATLAB程序交流网站 http://sourceforge.net/projects/mlmechtrade 根据 Institutional Investor杂志2006年度排名, 根据 American bank的排名。 ③根据 Alpha Magazine杂志2006年度排名 6 MATLAB金融计算与金融数据处理 7) ATLAB程序交流网站 http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/loadcategory.do?objectType category&objectld=3 8) MATLAB编写的计量经济学教程 http://www.spatial-econometrics.com/ 9) Math Works公司网上授课 http://www.mathworks,en/company/events/archived_webinars.htmi?sec=finance 10)威·夏普的宏观投资分析网站 http://www.stanfordedu/--wfsharpe/mia/mia:htm 1)金融衍生品程序网站 http://www.global-derivatives,com/index.php 1.2.4 MATLAB安装组件 安装 MATLAB时将安装盘放人光驱,系统会自动搜索到 Autorun文件并进入安装界面。 当用户填写完注册信息和使用协议后,进入选择安装界面。表1.1是 MATLAB安装时可以 选择的组件。 表1.1 MATLAB可供安装的组件 组件名称 功能 MATL.AH MATLAB主程序 simulink 动态伤真 CDMA Reference Hacke CDMA参考模块 Communications Blockset 通模块 L anmunicarions toolbox 透信工具箱 Conero! System Toolbox 控制系统工具箱 IsP Blockset 数据信号模块 Data Acquisition Toolbox 数据采集工具箱 Database Tool 数据库工具箱 Datafeed Toolbox 数据载点工具籍 Dials and Gauge围 arkel 到度标尺模块 Excrlink Exce链接 Filter D)esign Tolb叉 滤彼设计工具箱 financial derivatives Tool box 金融祈生品工具箱 Financial TimeSeries Taol hox 金融时间序列工具箱 第1重 MATLAB基本介绍 续表L.1 组件名称 功能 Financial toolbox 金融工具箱 Fxed= Paint出 lockset 固定点模块 Fuzzy Langie Toolbox 模糊逻羈工具箱 GARCH ToOLLOK GARCH工其箱 Image processing Tool box 出像处理工具箱 Instrunent Contral Tess box 最材控制工具箱 L MI Contro Topl box LMI控制工具菊 MATLAR C/C++ Garphies Library MATLAB C/C++图形库 MATLAB C/C++ Math Library MATLAH C/C++数学库 MATLAB Compiler MATLAB编译器 MATLAB report generator MATLAH报告生成器 Mapping Too be 制图工具箱 Model predictive control toolbox 模型测控制工具箱 Motorola DSP Developer Kit 璋托罗控数字信号开发工具箱 lu -Analysis and Symthesis Toolbo Mu分析与合成工具箱 Neural Network Tosh 神经网络工具籍 Nonlinear Control Lesign Blockset 非线性设计控制系统 Optimization Toolbox 忧化工具箱 Partical Differential Equation Toolbox 偏徽分方程工具箱 Power system blockset 动力系统模块 Real-Time Workshop 实时工怍间 Real- Time Workshop Ada Coder 窦时工作间内置编码 Requirements Management Interface 需求管理界面 Robust Control Tool hox 鲁棒控制工具箱 SHESL (Converts Models to Simulink) 模型转换成5 simulink工具 signal Processing Toolbox 信号处理工具箱 Simulink report Generator simulink报表生成器 Spline Tonl box 样条工具箱 Stateflow 状态流工县箱 SEaiellow cade 状态流控制代码 Statistis Toolbox 统计工具箱 8 MATLAH金融计算与金融数据处理 表1.1 组件名称 功能 Symbolic Math Tool box 符号运算工具箱 System Identification TooLbox 系统识别工具箱 Wavelet Toolbox 小波工具箱 PC丁arge 又PC对象 xP Target Embedded Option xPC对象内置属性 金融初学者可以选择如下组件: MATLABE Database toolbox Datafeed toolbox Excelink Financial Derivatives Tool box Financial TimeSeries Toolbox: Financial Toolbox GARCH Toolbox Spline Toolbox; Optimization Toolbox; Statistis Toolbox: Symbolic Math Toolbox 读者也可以根据需要添加其他相关工具箱,安装完成后重新启动计算机,然后直接运行 MATLAB 思考题 1.查找 MATLAR相关网站,学习如何使用 MATLAB金融工具箱。 2.列举 MATLAB的金融工具箱内容。 3.探讨未来金融业发展方向,思考 MATLAH金融工具箱将会起到哪些作用,谈谈如何 利用工具箱。 第2章 MATLAB数值计算初步 本章主要介绍 MATLAB数值计算基本功能,要求掌握变量与常量基本用法,熟悉单元数 组与结构数组的特点;掌握向量与数组基本运算,利用索引函数对变量进行操作;掌握矩阵运 算,学会对特殊形式矩阵进行赋值;葶握 MATLAB语句用法,规范编程。 1数据类型 MATLAB数据类型主要包括数字、字符串、向量矩阵、单元数组以及结构数组。下面详 细介绍这几种数据类型。 MATLAB中变量命名原则如下: ●变量名大小写代表不同变量 变量名长度不超过31位,31位后面的字符被忽略。 变量名必须以字母开头,变量名中可以有字母数字、下划线,但不能有标点符号 在 MATLAB中变量分为局部变量与全局变量,全局变量在主程序与函数文件中有效,局 部变量仅在函数文件中有效。如果定义全局变量则需要对变量事先进行声明,即在变量前加 上声明 global。 在 MATLAB中还有一些内部定义变量,例如pi表示圆周率,NaN表示不确定值(根据国 际电子和电器行业协会(EEE)制定的标准,含义是 Not a number),eps表示浮点运算相对精 度为10-,Imf表示无穷大, Realmax表示最大正浮点数283, Realmin表示最小正浮点 数2102 2.1.1数字变量 在 MATLAE中一般代数表达式可以直接在提示符下演算,非常方便,如四则运算符号可 直接用+、、*、因此 MATLAB被称为演算纸式科学计算语言。 对于简单数字运算,可以直接在 Command窗口中以惯用形式输入例如计算23×45,可 以在窗口直接执行命令; >2345 E 1035 MATLAB金融计算与金盖数据处理 计箅结果自动保存在变量ans( MATLAB自动生成变量ans保存运算结果)中。如果表 达式后面是分号,计算的结果不显示在屏幕上,这样可以明显加快运算速度 在 MATLAB中数值有多种显示格式,在默认情况下,如果数据为整数,则以整型表示;如 果为实数则保留小数点后面4位浮点型。 MATLAB中的所有数据按照IEEE浮点标准所规 定的长型格式存储,数值有效范围是10-306-10 MATLAB输入格式完全继承了C语言风格,如正负号、小数点和科学计数法等。 MATLAB输出格式可由 format函数控制。 format函数主要功能是控制变量输出形式, 其内容如表2.1所列。 表2.1雪 ormat函数内容 类型 结果 例子 ,-,空格 bank 美元或者美分,保留小数点后2位有效数字 3.14 cmpact 尽量把输出的形式控制在一行 theta pi/2 theta= 1, 5708 hEx 十六进制 长型输出,双精度15位,单精度8位 3.k4159265358979 long e 长型輪出,浮点格式,双精度15位,单精度8位 3.14L592653589793e+00 LOng K 最合适的长型输出,双辅度15位,单度8位 3.14159265358979 late 换行輸出,便于阅读 theta= pi/ 2 theta-1, 570& T西! 以最简分数形式输出 3/2 short 短型输出,保留5位有效数宇 3,1416 SHUT e 短型浮点输出,保留5位有效数字 3.I4lfe+00 short w 短型最合适输出,保留5位有效数了 3。1415 下面以sqrt(3)为例说明 format的运用。代码如下 >a=sr(3) 1.7321 >>. format short:a 1.7321 > format long: a 1,73205080756B88 > format hex: a 【实例截图】
【核心代码】