金融工程与数值计算.ppt

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1、2023/10/5,1,金融工程与数值计算,徐成贤西安交通大学,2023/10/5,2,一.什么是金融工程 二.金融工程的发展三.金融工程学习和研究的内容四.金融工程在金融创新中的作用五.金融工程师职业六.金融风险的类别和量化七.金融衍生产品开发八.投资组合选择九.对冲策略十.信用风险的控制,2023/10/5,3,一.什么是金融工程,John Finnerty(1988),金融工程包括创新型金融工具和金融手段的设计,开发和实施,以及对金融问题给予创造性的解决.“创造”和“创新”包括三种内涵：(1)思维上的飞跃：也就是一种革命性的新 的金融产品问世时所具有的创造性。（2)对旧有观念的重新理解和

2、运用。（3)将现有产品和手段进行分解和组合，以 适应某种特定的情况。,2023/10/5,4,金融工程将工程思维引入金融领域,综合地采用各种工程技术方法设计,开发和实施新型的金融产品,创造性地解决各种金融问题.广义的金融产品:既包括金融商品,如股票,债券,期货,期权,互换等,也包括金融服务,如结算,清算,发行,承销等.设计开发新型金融产品的目的就是为了创造性地解决金融问题,这也是金融产品.,国际金融工程师协会(1991),2023/10/5,5,金融问题,管理和控制金融风险时出现的各种不同的问题,选择不同的金融产品,研究和设计用于控制和管理不同金融风险的策略和措施,使得投资者或管理者能够实现确

3、定的目标.工程技术方法:主要有建模,数值计算,计算机仿真模拟,网络图解等.,2023/10/5,6,金融工程就是设计,开发和利用金融产品,对现金流进行重组或重新按排,使投资者实现金融风险管理的目标.金融工程结合了现代金融学,工程技术方法和现代信息技术.,一门新兴的交叉学科,是金融科学的工程化和产品化.,2023/10/5,7,二.金融工程的发展,形成于上世纪80年代末,90年代初.1.市场不确定性大幅增大,金融风险加剧.(A)金融管制放松 1973布雷顿森林体系崩溃,汇率浮动,1979西方发达国家放弃利率管制,80年代美国取消对石油价格的管制,通货膨胀,结果:汇率,利率,股价和商品价格波动 性

4、加剧.,2023/10/5,8,(B)经济全球化 跨国公司的成立(降低劳动成本,获取原材料),市场全球化,结果:竞争加剧,引发价格波动,同时还要承担汇率风险和利率风险,乃至法 律风险2.寻找套利机会的需要(A)税收的不对称性 税率的不同(特殊行业或地区的税收豁免或 优惠,国内企业和境内外国企业的税率不同),使的企业希望通过金融工程技术利用税收不 对称来避税.,2023/10/5,9,(B)金融行业的竞争加剧,使得金融机构希 望借助金融工程的创新来寻求套利的机会,金融监管的放松和金融自由化的兴起 使得这种行为成为可能.3.科学技术的进步 信息技术的进步放大了对市场的冲击,(数据的收集,处理和传送

5、)计算机技术,软件技术,数值计算与模拟的 进步,2023/10/5,10,4.金融理论的发展,金融市场300多年,现代金融学:50余年(金融工程的发展史),两次华尔街革命:第1次:1952年,H.Markowitz投资组合选择理论的问世(博士论文),第2次:1973年,Black-Scholes期权定价公式的问世,被认为是”异端邪说”(Friedman,1976年诺贝尔奖得主,称其不是经济学),但在以华尔街为代表的金融市场引起了革命,使金融学发生了根本的变化.,2023/10/5,11,诺贝尔经济学奖:1990年:Markowitz,投资组合理论,分散投资 可以控制非系统风险(1952),Sh

6、arpe,资本资产定价模型(CAPM,1964),Miller,在研究企业资本结构和企业价值 分析时提出了无套利分析法,使对 金融产品的定价大大简化,称MM定 理(与Modigliani合作,1958),1997年:Scholes,期权定价公式(1973),Merton,对期权定价作出系统研究,2023/10/5,12,1981年:Tobin,两基金分离定理(每一种有 效的证券组合都可以表示为一种无 风险资产和一种具体的风险资产的 组合,条件是允许卖空),1985年:Modigliani,MM定理,2023/10/5,13,发展进程,1896:Fisher,基本的估值关系,一项资产的价值等于其

7、产生的未来现金流的现值之和;1934:Graham,Dodd,证券的估价;1952:Markowitz投资组合选择理论问题:如何选择各种证券的投资比例,使得在 确定的收益目标下,风险最小.解法:把证券的收益看作随机变量,把这个随 机变量的均值定义为期望收益,方差定 义为风险,把各证券的投资比例看作决策变量,建 立了确定实现上述目标的投资组合选 择模型.,2023/10/5,14,Markowitz的贡献:首次提出了资产和资产组合的收益和风险的量化方法,使金融学实现了从定性分析向定量分析的飞跃.从理论上论证了分散投资可以控制风险,为现代投资组合理论奠定了基础.1958:Tobin,两基金分离定理

8、,1958:Modigliani,Miller,MM定理,提出了 无套利分析法,使得对金融产品的定价摆脱 了经济均衡理论的框架,大大简化,由此金融 学的研究方法完全从经济学中独立出来.,2023/10/5,15,1960:Jonson,Stein(1961),套期保值理论;1964:Sharpe,CAPM,某一风险资产预期的收益率超 出无风险资产收益率的部分与资产的不可分 散的风险（系统风险）正相关.Lintner,Trynor和Mossin1970:Fama,市场的有效性研究(市场的有效与否 同无套利假设是否成立有关),有效性指市场 价格是否充分反映市场的信息,1973:Black,Scho

9、les,期权定价公式,建立了期 权价格和股票价格之间的关系方程-微分方 程,其中的参数有期权的期限,期权的执行价 格,无风险利率以及股票价格的波动性,解这 个微分方程得到的解就是期权的定价公式.,2023/10/5,16,1976:Ross,套利定价理论(APT),多因素定 价模型,每种证券的收益都可以表示成 市场的若干基本经济因素的线性函数,1979:Cox,Ross,Robinstein,期权定价的 简化二叉树定价模型,1979:Ederington,金融期货对金融价格风 险的套期保值理论;1985:Duffie,Schafer,不完全市场的一般 均衡理论,大多数的不完全市场,均衡 是存在

10、.,2023/10/5,17,金融工程的三大支柱:(一)资金的时间价值;(二)资产定价;(三)风险的管理和控制;,三.金融工程学习和研究的内容,2023/10/5,18,研究内容主要有四：(一)是风险的分析与度量,(二)是创新型金融产品和工具的开发，包括新的银行帐户、对冲基金、期货、期权、可转换债券、互换、远期等等；(三)是创造性地解决金融问题，像风险管理控制策略的创新、公司融资结构创造、原有资产组合的重新整合和打包用以解决新问题等.(四)是新型金融手段的开发，目的是减少交易成本，如电子化证券交易与清算方式等；,2023/10/5,19,Marshall的观点:,2023/10/5,20,要解

11、决的根本问题有二:(一)是如何用确定性来代替不确定性(风险);(二)是仅替换掉于己不利的风险,保留对己有 利的风险;所有金融工程开发、创新和深入分析的目的都是为了解决这两个问题，如期货、互换、远期等产品,以及方差、敏感性等风险度量工具，可用于解决问题(一);期权、衍生产品组合、证券化资产等产品、下半方差、下侧风险测度、VaR、CVaR等风险度量方法，可用于处理问题(二)。,2023/10/5,21,四.金融工程师职业,金融工程师的称谓始于上世纪80年代,1991年成立国际金融工程师学会,金融工程师扮演的三种角色(Marshall):(1)交易方案的制定者(参与者);(2)新观念的创造者(创新者

12、);(3)钻法律空子者(在法律边缘活动的人);,2023/10/5,22,金融工程师的工作领域:金融工程师通常受雇于投资银行、商业银行、证券公司、各种各样的其他金融中介机构以及非金融性质的公司。到2020年仅上海紧缺20万,2023/10/5,23,五.金融工程中的数值计算,1.各种不同类型金融风险的度量和估计 信用风险,操作风险,市场风险(价格,利率,汇率)流动性风险,法律风险,风险的度量:波动性方法(方差,绝对偏差,下半方差)灵敏度方法(久期,凸度等)直接法(风险价值,VaR,TailVaR等),2023/10/5,24,2.资产的定价 债券,股票,互换,远期,期货,期权,信用违约互换等,3.不同风险的控制和管理方法 投资组合选择-控制非系统风险,套期保值-控制系统风险.4.有关的计算方法:代数方程与方程组的求解,微分方程的求解,统计计算,模拟计算,运筹学方法,最优化算法等,