《金融工程学》课程实验教学课件 - 课程与考试中心

1、?金融工程专业实验?课程实验指导手册【课程性质】专业必修金融工程专业 【课程学时】32【开课学期】第6学期 【实验学时】32【适用专业】金融工程本科专业实验工程一 证券资产组合的建立2课时实验目的通过对股票、期货的模拟账户进行操作，熟悉证券期货类资产的买卖，熟悉实际的证券市场，建立资产组合，为进一步实验打下根底。实验内容及要求1. 进入世华财经模拟交易账户进入我校校园网，点击右下角“实验教学与教育技术中心，进入网页后点击页面上部的“实验平台。进入页面后选择“模拟股票外汇期货交易系统点击进入。用户名和初始密码均为学生的学号。2. 建立资产组合每个股票模拟交易账户资金为2000万。要求至少买入68

2、支股票。其中，主板股票至少2支，中小板股票至少2支，创业板股票至少2支。买入债券至少2支，可转债至少1个。每个交易的资金数量不少于100万。尝试进行股指期货和商品期货的模拟交易。3. 实验结果将你的资产组合的结果以截屏的方式报告在实验报告中。实验指导1. 进入世华财经模拟交易账户进入我校校园网，点击右下角“实验教学与教育技术中心，进入网页后点击页面上部的“实验平台。进入页面后选择“模拟股票外汇期货交易系统点击进入。用户名和初始密码均为学生的学号。2. 建立资产组合股票组合建立期货仓位账户管理实验工程二 资产收益率的分布统计实验4学时实验目的通过对证券类资产实际收益率的检验，了解实际的金融资产收

3、益率分布特征，进一步更好地理解所学金融计量理论。实验内容及要求1. 选择进行收益率统计检验的金融品种选择四个指数进行检验，分别是上证综合指数、深圳成分指数、中小板指数和创业板指数。2. 收集金融品种的交易数据利用交易软件，比方“中信证券交易软件或“新华08金融信息平台，收集至少一年时间的数据。数据类型为日数据和周数据。3. 进行统计检验并与正态分布进行比照将收集到的交易数据转换为对数收益率数据，公式为，对各金融品种的对数收益率数据序列日数据和周数据，使用Excel进行统计检验。统计结果与正态分布进行比照，讨论实际金融收益率分布与正态分布的区别。实验指导1. 收集金融品种的交易数据翻开中信证券网

4、上交易软件，键入中小板指数zxbz回车，进入历史行情。分时行情历史行情切换键F5点击左上角的菜单工程“系统，在下拉菜单中点“数据导出。选择导出文件的格式和存储位置，即可将该金融产品的数据文件导出。翻开该文件，使用收盘价数据进行分析。2. 使用Excel进行统计检验利用收盘价数据计算出收益率数据序列后，可以在Excel软件中，进行统计分析。具体路径为：点击上部菜单的“工具“数据分析统计描述。即可对指定数据序列进行统计分析。 实验工程三 资产组合市场模型的建立4学时实验目的通过对模拟账户的资产组合进行数据分析，建立起单个资产和资产组合的市场模型。实验内容及要求1. 收集实验数据利用教师提供软件收集

5、你在股票模拟交易账户中所买入的各股票日交易数据，以及沪深300指数的日交易数据。2. 计算各股票的系数将收集到的交易数据转换为对数收益率数据，公式为，对各金融品种的对数收益率数据序列，使用Excel计算对沪深300指数的和系数。依据的公式为：Ri为单个股票的对数收益率，Rm为沪深300指数的对数收益率。此模型可看作资产的市场模型。3. 计算资产组合的系数资产组合的系数WiiWi为各资产在组合中的权重，i为各单个资产的系数。4. 实验结果要求要求在实验报告中，报告各资产回归分析的结果，给出各单个资产的市场模型。给出资产组合的系数计算结果。实验指导1. 收集金融品种的交易数据同实验二的实验指导局部

6、。2. 计算各股票的系数将收集到的交易数据转换为对数收益率数据，公式为，对各金融品种的对数收益率数据序列，使用Excel计算对沪深300指数的和系数。Excel软件中使用“工具数据分析回归完成两个变量间的回归。这里的回归计算，也可以使用Eviews或Spss软件。实验工程四 证券组合的套期保值4学时实验目的熟悉和使用“新华08金融信息平台或证券软件等搜集数据。熟悉利用股指期货进行套期保值的原理和操作。实验内容及要求1. 计算最优合约数在上次实验中，大家已经建立起了各自的证券资产组合，并建立了资产组合的市场模型，计算出了资产组合的系数。应用公式计算为各自证券资产组合进行套期保值的最优合约数。N*

7、P/AP为要套期保值的资产价值，A为一份股指期货合约的价值。沪深300股指期货合约的价值是指数的300倍。2. 建立股指期货合约的空头头寸根据计算的最优合约数，建立或调整股指期货合约的空单数量。3. 合约的选择按照教师指定的套期保值结束时间选择相应合约和数量。4. 实验结果要求要求在实验报告中，报告套期保值结果，并对结果进行讨论。实验指导1. 计算最优合约数应用公式计算为各自证券资产组合进行套期保值的最优合约数。N*P/AP为要套期保值的资产价值，A为一份股指期货合约的价值。沪深300股指期货合约的价值是指数的300倍。资产组合的系数在实验三中已经算出。2. 建立股指期货合约的空头头寸根据计算

8、的最优合约数，建立或调整股指期货合约的空单数量。3. 套期保值结果在指定的套期保值结束的时候，分别计算你的股票组合的价值和期货空头合约的价值，二者之和与套期保值开始的时刻，你手中的股票组合的价值进行比照，看利用股指期货对股票现货进行套期保值的效果怎样。实验工程五 最优证券资产组合确实定方案4学时实验目的通过所学理论以及资料查阅，设计确定最优证券资产组合的方案。实验内容及要求在前面实验中，各位同学已经建立了自己的股票组合，本次实验中，大家尝试进行最优股票组合确定的实现方案设计。本次实验是一次要求各位同学自己查找资料，自己进行方案设计的实验。要求大家查阅有关资产组合理论和资料，自行设计确定最优资产

9、组合的方案。实验结果要求要求在实验报告中，报告你的实验方案。并讨论是否可行。本实验预计课时46课时。在设计实验方案后，进行实际操作。实验指导本实验是一次综合性实验，目的是锻炼和考察同学们认识金融问题，分析问题和解决问题的能力。具体的工作由同学们查找资料，利用已经学过的知识去解决实际问题。在指导中，教师进行一般性的提示。要想获得最优的资产配置，关键问题是找到最优资产资产组合的有效边界。本实验中，大家只要找出最优的资产组合有效边界，就可认为解决了本次实验的问题。关于最优资产组合有效边界的理论大家可以参看“投资学中的相关章节。 1该公式的含义就是要在给定的三个约束条件下，找出使得资产组合的方差风险最

10、小的资产配置最优的wi。2. 得到有效边界的方法上面的公式是一个二次规划问题，要得到不同收益率下的最优资产配置最优的wi，必须求解该二次规划问题。“投资学等课程里面给出了一些用Excel解决该问题的方法，大家可以参考。在这里，教师推荐用Matlab软件中的quadprog函数解该问题。在应有该函数的时候，需要把该问题写成quadprog函数需要的形式。这个过程需要大家去查找资料和Matlab有关书籍解决。这里，教师只给出一个例子。将公式1写成的quadprog函数求解的表现形式为：AAeg*x=Beglbxub其中：H为二次型矩阵，A,Aeg分别为不等式约束与等式约束系数矩阵，而f，b，beg

11、，lb，ub，x为向量。接下来，求解二次规划问题函数quadprog，现只需将所求的矩阵代入这个函数中。Matlab程序举例： 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,-0.004298,-0.001548,-0.000918,-0.002466;1,1,1,1,1;beq=-0.000564-0.

12、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实验工程六 债券的久期计算 4学时实验目的通过查找实际交易的债券信息，并根据交易数据计算债券的久期。实验内容及要求在给定是交易软件中，查找债券交易情况，也可以参照和讯债券网，对债券交易情况进行初步的熟悉。选定23只债券，计算这些债券的久期。并讨论其投资价值。为计算久期，首先要计算所选债券的到期收益率。债券到期收益率是指买入债券后持有至期满得到

13、的收益。这个收益率在本次实验中是指按连续复利计算的收益率，它是能使未来现金流入现值等于债券买入价格的贴现率。用下述公式计算所选债券的久期：D久期B债券价格C债券每次发放的现金流t现金流发放的时间y到期收益率实验指导本实验中，关键问题是债券的收益率数据的取得，至于具体的计算没有难度。选择债券以及查看债券的相关数据，可以在中信证券交易软件和和讯债券网上进行。对于到期收益率，是指以当前价格买入债券持有到期所获得的平均收益率，在本次实验的计算中使用的是连续复利，这一点请大家注意。债券到期收益率的计算方法参加“期货与期权教材中的P76页。在和讯网上面，大家可以查到债券到期收益率的数据和计算器，但本次实验

14、，教师不建议大家用现成的数据，最好自己计算。在计算中可以采用试错法，编制一个简单的计算程序，但计算满足设定的精度，结束计算，得出相应精度下的债券到期收益率。以下是一个计算债券到期收益率的计算程序例子。根本情况介绍：买入凯迪债的报价为92.25元，面值为100元，年利率为6.12%，计息日为8月23日，剩余年限为8.3598年。那么每年可以得到的利息为： 元，持有到期可以获得100元的本金。 用Vb编写得到以下程序，算出到期收益率： Private Sub Command1_Click()Dim y, c, f As DoubleDoc = 6.12 * Exp(-y * 0.3598) + 6

15、.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 * Exp(-y * 8.3598)Print yEnd Sub计算得到到期收益率为8.55%实验工程七 资产组合VaR的计算 4学时实验目的通过本次实验，了解和熟悉风险管理

16、中的VaR理论，并学会用简单的正态分布模型计算资产组合的VaR数值。实验内容及要求1. VaR模型建立如果从数学角度定义VaR，可令W0为风险资产的初值，R为目标时间区间上的收益率，W*为给定置信水平上的资产最低价值，那么VaR定义为：VaRE(W)W* 1)期末的财富W=W0(1+R)，同理，W*=W0(1+R*)，在计算中，一般常用的是假设收益率服从正态分布，设R的均值为,方差为2,那么VaRE(W)W*W0(R*-)设投资组合的收益率分布概率密度函数为f(R),给定置信水平c，那么R*由下式确定：根据上述推导，计算VaR相当于根据组合的价值的分布来计算W*，进而转化为计算分布中的R*，再

17、根据投资组合的期望收益率计算VaR。对于正态分布，VaR计算公式简化为：VaRW0 2其中，是对应于相应置信度的标准正态分布的Z值，为收益率的标准差，t为选取的时间区间。2. 具体实验计算步骤为根据上述公式计算你的资产组合的VaR数值。可以依据以下步骤进行计算。1计算你所持有资产的收益率的标准差，分别使用日数据，周数据。也就是说，你需要计算日收益率数据的标准差，和周收益率数据的标准差。2查找标准正态分布的Z值。置信区间为95%。使用Excel软件中的Normsdist函数，试错当括号中的数值使得该函数的数值接近5%,括号中的数值就是要取的.2计算VaR数值a日收益的VaR将日收益率标准差和标准

18、正态分布的Z值，带入公式2。你想计算n天的VaR，那么tnb周收益的VaR将日收益率标准差和标准正态分布的Z值，带入公式2。你想计算n周的VaR，那么tn3. 实验报告要求给出你的股票组合的日和周收益的标准差。分别报告你的资产组合1天，10天，1周，5周的VaR数值，并说明这些数值的含义。实验指导你手中的股票资产组合的方差，在实验五中计算最优资产配置的过程中，已经得到解决。参加实验五中的计算方法。2. 标准正态分布的Z值可以查找正态分布表，得到相应置信区间下的Z值。也可以使用Excel软件中的Normsdist函数试错，当括号中的数值使得该函数的数值接近5%，括号中的数值就是要取的Z值。实验工

19、程八 期权定价的二叉树方法以可转换债券为例4学时实验目的通过本次实验，熟悉期权定价的二叉树方法，尝试用二叉树方法为期权定价。实验内容及要求1. 二叉树模型回忆 = p u + (1 p )d erT其中：二叉树模型计算的理论和方法，见“期货与期权P320页。2. 具体实验计算步骤1任选一只市场正在交易的可转换债券，熟悉其价格波动特点。2利用标的股票的收盘价日数据计算标的证券的年波动率。3利用二叉树方法，为可转债包含的看涨期权进行定价。在期权存续期内，任选5个时间点，计算期权的价值。步数选择，至少取5步二叉树计算期权的价值。较高的要求是选择30步，来计算期权价值。3. 实验报告要求报告你的计算结果，讨论可转债的投资价值，二叉树方法是否可以对美式期权定价？实验指导可以通过中信证券交易软件或新华“08金