国际交流学院金融工程大纲.doc

课程名称：金融工程　　　　　　　　课程类别：中方专业课中方共同课/中方专业课/中方基础课/澳方基础课/澳方专业课/澳方核心课 课程性质：必修课　　　　　　　　　授课单位：金融学院 课程学分： 3学分　 　　　　　 　授课时数：54学时 考核方式：闭卷考试闭卷考试/开卷考试 　　　　　　　　 授课方式：汉语教学汉语教学/双语教学/全英教学 　　　　 金融工程（Financial Engineering） 　　　　　　教学大纲 一、课程简介 金融工程学是20世纪90年代初首先在西方国家出现的一门新兴的金融学科。它将工程思维引入金融科学的研究中，运用各种工程技术的方法，通过数学建模、数值计算、网络图解、仿真模拟等手段来设计、开发和实施新型的金融产品，创造性地解决各种金融问题。金融工程学的出现,标志着金融学已走向现代化。 现代金融学的发展经历了两次根本性的变革：第一次根本性的变革以1952年马柯维茨的投资组合理论以及布莱克、舒尔斯在1973年推出的第一个完整的期权定价模型为起点，推动了现代金融学的“数学革命”。它标志着现代金融学已经从一门描述性的科学向分析型的科学转变。现代金融学的第二次根本性变革始于20世纪80年代末期。在这个阶段中，西方资本主义国家采用经济自由化的制度来激活微观经济主体，成功地解决了“滞胀”问题。由此形成的金融混业经营引发了空前激烈的竞争格局，为了在竞争中获得长足的发展，各金融实践部门普遍采用数量化和工程化的方法实现金融创新、开发新的金融产品，以获得竞争优势。一些金融机构创立了金融工程部门，将金融工程的学术研究成果非常迅速地应用化。为了适应市场人才的需求，美国麻省理工学院、康奈尔大学、斯坦福大学、卡内基·梅隆大学、密西根大学和纽约工业大学等著名学府先后设立了金融工程的学位或专业证书教育。上述情况标志着金融工程正式成为一门金融领域的独立学科。 本课程面向全日制本科生教育，在拟开设的固定收益证券的课程中，主要讲授金融工程的基本理论和衍生金融产品的定价方法。学生在课程结束后能够了解金融工程的基本种类和行业术语，基本掌握对金融工程的特征进行定量描述的方法、定价理论，了解新产品开发的主要途径。 二、教学对象 国际交流学院金融专业三年级学生 三、教学目的 通过授课，使学生掌握金融工程基本原理；掌握远期、期货、期权、互换等衍生金融产品的交易原理及定价的基本原理；掌握运用衍生金融产品进行套期保值、套利的基本原理；掌握金融工程的基本理论和技术，初步学会运用工程技术的方法，如数学建模、数值计算、网络图解、仿真模拟等设计、开发和实施新型金融产品，创造性地解决金融问题；同时通过授课、作业、案例分析和基本培训，培养学生的金融工程思维。 四、教学要求 （1）通过教学，应当使学生熟练掌握金融工程的基本原理，能深刻领会金融工程的一些本质思想和思维方式。 （2）通过教学，应当使学生能够熟练掌握远期、期货、期权、互换等衍生金融产品的含义、市场运作、交易策略等基础知识。 （3）通过教学，应当使学生能够熟练掌握远期、期货、期权、互换等基础性衍生金融产品的定价方法。 （4）通过教学，应当使学生能够掌握运用远期、期货、期权、互换等衍生金融产品进行套期保值、风险管理和套利的基本方法和思路 五、教学基本内容 第一篇 金融工程简介 【教学目的与要求】了解现代金融学的发展脉络与金融工程产生的关系，掌握金融工程的概念，理解金融工程概念中创新与创造的含义。对金融工程工具有一个总体上的认识。了解外部环境因素与企业内部因素对金融工程的促进作用。了解金融工程的学科特点、业务特点，理解金融工程对金融风险的作用，了解金融工程应用的四个主要方面：套期保值、投机、套利和金融结构化。 【教学重点】金工程的定义、创新和创造的概念 【教学难点】 【教学内容】金融工程的历史、金融工程的定义、创新和创造的含义、金融工程案例。 第二篇 金融工程师的概念性工具 2.1 估值理论与应用 【教学目的与要求】掌握现金流的概念及特征，熟悉运用现金流序列的列表法和图示法，理解时间价值、折现率、现值、终值等基本概念，掌握现值、终值计算公式。在估值理论应用中重点掌握年金、稳定增长模型、永续年金的现金流特征、计算及应用。理解单利与复利计息的关系，熟练掌握有效年利率与名义利率的换算关系。 【教学重点】现值、终值的概念及计算方法 【教学难点】特殊类型的现金流、绝对估值和相对估值 【教学内容】 1、现金流 现金流就是支出或收入的款项。收入的款项常称为现金流入，支出的款项则被称为现金流出。现金流序列用来描述某一特定投资的一整套现金流。 2、时间价值 1) 现值 2) 终值 3) 净现值 3、时间价值的敏感性分析 在不同折现率假设下两个投资机会净现值的对比有助于说明在金融工程中敏感性分析的作用。敏感性分析实际上就是明确地考察财务结果对折现率假设变动的敏感性。 4、应用 估值运算的用途极其广泛，他常用于为各种形式的金融证券定价，如普通股、优先股、债券、按揭贷款以及不动产交易等各种形式的金融证券。它也可用于在公司财务上为资本预算服务。投资银行家常用它来评估兼并交易。在银行里常用它来制定房地产抵押贷款分期付款计划以及为互换和其他风险管理工具定价等等。 1) 年金现值 2) 年金终值 3) 不变增长模型 4) 永续年金 5、复利计息 单利： 每年年终支付一次的利息称为“单利”，也称为有效年利率。单利法仅对本金部分计算利息，对本金所生利息部分不再计算利息。 复利 ：是指在本金量一定的情况下，在整个投资期限内，每隔一定期限计算一次利息，并将此利息转入本金，以后一并计算利息，俗称“利滚利”。 6、绝对估值和相对估值 绝对估值表述的是一项投资机会的价值。相对估值则是一个投资机会相对于另一个投资机会的价值。 2.2 收益的度量 【教学目的与要求】了解效用与收益的关系，掌握收益的两种度量方法利润和收益率率。掌握内部收益率的含义，了解借助计算机计算内部收益率的方法。了解税收对收益率的影响以及金融工程师延迟纳税计划的代表：个人退休金帐户IRA。熟练掌握相对收益、有效持有期报酬率和连续复利的持有期报酬率的数量换算关系。了解投资注资期的概念。 【教学重点】度量收益：利润和利润率、内部收益率的含义、相对收益、有效持有期报酬率和连续复利的持有期报酬率的数量换算关系 【教学难点】相对收益 【教学内容】 1、效用 2、度量收益：利润和收益率 度量收益有两种相区别而又相关联的方法。 利润：在会计和税收中必不可少，但忽略了初始投资的规模、收益的时间分布及会计惯例对现金流的影响。在分析工作中有很大的缺陷。 收益率：在分析工作中有很大用途。收益率是以一年为其计算基础的；如果只以百分比的形式表示收益，而对所涉及的时间长度不作太大考虑，或用任意时间长度来计算的话，此百分比应被称为“持有期报酬率”。收益率则指时间长度为一年的“持有期报酬率”。 3、收益率——税前值与税后值 在计算收益率是有两种不同的考虑税收的方法，人们可以根据具体情况灵活采纳。 (1)税收对投资收益率的影响 (2)税收延迟对税后收益率的影响 4、收益率和复利 连续复利的思想同样适用于持有期报酬率和收益率（持有期报酬率的特例）。 5、投资的注资期 投资的注资期：从头寸建立至头寸结清或收入使用之前的一段时期。投资者投资的注资期的时间长度极其确定性程度对于投资决策有着至关重要的作用。 §2.3 风险的度量与投资组合分析 【教学目的与要求】掌握价格风险的定义以及度量方法方差与标准差。了解用收益率序列替代价格序列的意义，熟悉收益率序列均值与方差的计算式。理解与掌握投资组合理论的基本分析方法，熟悉投资组合收益、收益的均值和方差的计算式，重点理解和掌握方差计算式的分解过程及含义，区分系统性风险与非系统性风险并且了解二者随着组合资产数量的增加而变化的规律，掌握投资组合风险分析的结论。掌握风险与收益权衡形成的投资组合的有效集。 【教学重点】价格风险的度量方法、投资组合理论的基本分析方法、系统性风险与非系统性风险、投资组合的有效集。 【教学难点】风险的度量方法 【教学内容】 大多数企业的财务业绩都在一定程度上受到一种或多种金融价格变动的影响。这些价格包括利率、汇率、商品价格和股票价格等。对价格风险的暴露既可能是直接的也可能是间接的，无论是哪一种价格风险，都会对企业造成极大的损害，因此必须很好的管理价格风险。 1、波动性：价格风险的来源 价格风险：未来价格偏离其期望值的可能性。“向下”风险：产生有害结果的风险。 2、以百分比形式表示价格风险 实务中人们把波动性与标准差二者等同起来。许多金融机构用波动单位（volatility unit）来表示标准差。这里的标准差是指价格变动的方差的平方根。价格变动可以由有效的持有期报酬率或连续复利的持有期报酬率来表示，知道了二者之一，就很容易求出另一个。 3、投资组合分析 投资组合就是多种资产的集合。组合中的每项资产都有和其相联系的平均收益和收益方差。而且，对于任一对收益，都存在与之联系的相关系数。 投资组合的风险由两个部分组成。第一部分是仅与单个方差项相关的风险。这种风险被称为非系统风险，第二个组成部分是由投资组合中各项资产的收益间的相关性所带来的风险。这部分风险常常被称为系统风险。区分非系统风险和系统风险的重要意义在于随着投资组合中包含资产种类的增加，这两种风险表现出非常不同的性质。 结论：1、只要资产收益不是完全正相关的，投资组合的分散化便可以降低组合的方差。2、在分散化良好的投资组合里，非系统风险由于逐渐趋于零而可以被排除掉。3、由于系统风险不随分散化而消失，所以必须对其进行其他管理方法。（如：股指期货的套期保值） 最小方差集合：集合中的投资组合对于任意水平的收益，都具有最小的风险（方差）最小方差集合满足二次方程，他的图形是一条抛物线。证券组合的有效集合是最小方差集的一个子集。位于最小方差证券组合（MVP）的上方。 §2.4 资本资产定价理论 【教学目的与要求】理解无风险资产的含义，了解引入无风险资产对投资组合有效集带来的影响，熟悉资本市场线的含义、公式及图解。重点掌握资本资产定价模型的主要内容，证券市场线的含义、公式及图解及其与资本市场线的关系。了解头寸的相关概念及杠杆的作用 【教学重点】无风险资产的含义、资本市场线的含义、公式及图解、资本资产定价模型的主要内容 【教学难点】证券市场线 【教学内容】 1、无风险资产 一项无风险的资产是能不发生任何偏差地提供确知收益的资产。也就是说，其百分比收益的方差为零。无风险资产的代表，在美国为国库券（T-bills），在中国则为银行活期（短期）存款，或者以国库券作为参照无风险的金融工具仅对于投资注资期与金融工具到期日严格匹配的投资者而言才是无风险的。 2、引入无风险资产的有效集 引入无风险资产的分析带来了投资组合理论的进步和资本资产定价模型的出现。在存在无风险资产条件下，投资的有效集变成了一条直线。这条直线被称为资本市场线。 3、资本市场线 所谓的“资本市场线”——所有资产（包括无风险资产和风险资产）的有效集。 CML说明了有效资产组合的风险与收益之间的关系，但并未说明无效组合及单个资产的相应情况 4、CAPM CAPM理论有一个总的前提：存在着一个充分多元化的投资组合，在这个投资组合中，资产的个别风险最终被相互抵消，从而使该投资组合的风险等于市场风险。我们把这个组合称为“市场组合”(Market Portfolio)。 CAPM： 5、CML与SML区别 资本市场线（CML）是无风险资产与风险资产组合所构成组合的有效集，证券市场线（SML）则表明期望收益与β的关系，二者主要区分在于： 度量风险的指标——SML横轴为贝塔系数β ，而在图CML横轴则为标准差σ。模型成立的范围——SML对单个证券或所有可能的证券组合均成立，CML仅对有效的证券组合方才成立。 6、头寸与杠杆的作用 多头：对某项资产的购买就形成了该资产的多头头寸。卖空：出售自己目前不拥有的资产被称为卖空。卖空就形成了空头头寸。杠杆在放大可能的财务收益的同时放大了相关的财务风险。 §2.5 有效率市场假说 【教学目的与要求】理解有效市场假说的基本思想，重点掌握有效市场的含义及分类，了解有效市场理论的实证分析状况。掌握投机、套利的内涵，了解金融工程师与市场有效性的关系。 【教学重点】无风险资产的含义、资本市场线的含义、公式及图解、资本资产定价模型的主要内容 【教学难点】有效市场的含义及分类、投机、套利的内涵 【教学内容】 1、有效率市场假说 如果一个市场的价格总是“完全反映”可获得的信息,则称这个市场是有效的。 2、正在运行的市场机制 市场体系的效率主要取决于价格能准确反映所有可利用的信息的效率，以及价格所代表的信息的真实程度。价格对所有的人都是公平的，而且价格真实地代表了基本的经济条件 3、投机 投机涉及对未来的预期，确切地描述预期，进而构筑头寸来获利。 单个投机者对市场价格的影响是微不足道的，投机者是预测者而不是操纵者。投机的本质就是通过承担风险获取投机回报。做市者是指能用自己的力量导致价格的升降，从而以别人的损失为代价获取自己的收益。常常以投机者的形象出现。 4、套利 套利是同时在两个或更多的市场上构筑头寸来利用不同市场定价的差异来赚取利润的交易行为。与投机行为从价格水平变化中牟取利润不同，套利是从价格联系的差异中套取利润的。 5、有效率的市场：是朋友还是敌人 市场在一定程度上是无效率的。至少市场会偶尔地无效率，则这种无效率足以为投机和套利提供一定的收益。投机和套利活动使得价格变得更为有效率，同样，金融工程不断地以创新活动来利用市场的无效率，这些创新活动又会使市场变得更加有效率。但是，市场的有效率性并不是金融工程师的朋友。 §2.6 MM理论与无套利均衡分析 【教学目的与要求】了解无套利均衡分析方法对于金融工程学的重要性，掌握MM理论的思想和MM第一命题与第二命题的内容，重点理解和掌握无套利分析过程。初步理解状态价格定价法的基本思路。 【教学重点】无套利均衡分析、MM理论、状态价格定价法 【教学难点】无套利均衡分析、MM理论、状态价格定价法 【教学内容】 1、无套利均衡分析——金融工程的方法论 严格意义上的套利是在某项金融资产的交易过程中，交易者可以在不需要期初投资支出的条件下获取无风险报酬。如果市场是有效率的话，市场价格必然由于套利行为做出相应的调整，重新回到均衡的状态。这就是无套利的定价原理。 无套利定价原则首先要求套利活动在无风险的状态下进行。关键技术是所谓的“复制”技术，即用一组证券来复制另外一组证券。 2、MM理论 MM理论的基本假设： 1) 市场是无摩擦的，也就是交易成本为零，不存在公司所得税和个人所得税； 2) 个人和公司可以按照同样的利率进行借贷，且负债不存在风险； 3) 经营条件相似的公司具有同一等级的经营风险； 4) 不考虑企业增长问题，所有利润全部作为股利分配； 5) 同质性信息，即公司的任何信息都可以无成本地传递给市场的所有参与者。 在MM条件下，公司价值与其资本结构无关，它只取决于公司所创造的利税前收益EBIT（earnings before interest and taxes）和全社会的预期收益率。 有杠杆公司的权益资本成本等于同一风险等级的无杠杆公司的权益资本成本加上风险补偿，风险补偿的比例因子是负债权益比。 M&M定理的涵义： 1) 在有效金融市场上，一个公司的价值是由其资产增值能力所决定的，而与该公司的融资方式以及资本结构无关。 2) 资金成本取决于对资金的运用，而不是取决于资金的来源。 3) 融资活动本身不创造任何价值。 4) 公司股票的价格应该是由企业创造价值的能力所决定的，而该企业的融资活动不应对股票的价格产生任何影响。 3、状态价格定价法 状态价格是指一种有价证券在经过一段时间以后，其价值会出现两种可能:一种可能是向上，另一种可能是向下。如何为这种证券确定当前的价格，就是状态价格定价法所要研究的问题。从本质上说，状态价格定价法运用的是无套利分析方法。 第三篇 金融工程师的实体性工具 §3.1 产品开发（1学时） 【教学目的与要求】了解金融工程产品开发的重要性，了解金融工程产品的基本类别。 【教学重点】金融工程产品的基本类别。 【教学难点】 【教学内容】 1、新产品开发模式 2、金融工程产品——金融工具 3、金融工程产品——金融方法 4、金融工程产品——金融策略 §3.2 期货和远期 【教学目的与要求】了解期货与远期交易制度与规则，掌握远期合约定价的基本原理。理解FRA交易的内涵，熟悉买卖双方支付差额的计算，重点掌握即期利率与远期利率的关系及远期利率的定价。 【教学重点】远期合约定价、FRA交易、即期利率与远期利率的关系、远期利率的定价 【教学难点】即期利率与远期利率的关系、远期利率的定价 【教学内容】 1、期货 期货合约指交易双方签定的在确定的将来时刻按确定的价格买卖某种资产的标准化契约。或者简言之，期货合约指为将来发生的交易，在现在就规定价格和条件。 2、远期 远期合约（Forward Contracts） 指有关双方同意在将来某个约定的时间、地点，按照预先约定的价格买卖一定数量的基础商品或金融资产的合同。多方与空方：合同的一方愿意买进约定数量的基础资产，称为远期的买方（或多头），另一方愿意卖出相同数量的基础资产，称为远期的卖方（或空头）。交割价格：在远期合同中的特定价格。 3、远期合约定价 1) 无收益资产远期合约的定价 2) 已知现金收益的资产 3) 支付已知收益率的资产 4、远期利率协议 交易双方签定的在未来某个时刻以某一确定的协议利率进行某种货币一定期限、一定金额的名义贷款的协议。 FRA的交易双方分别称为买方和卖方。买方指FRA名义上的借款人，是担心利率上升的一方卖方指名义上的贷款人，是担心利率下降的一方。 §3.3 互惠掉换 【教学目的与要求】了解互换的产生发展过程，理解互换的交易原理，交易过程。重点掌握利率互换与货币互换策略设计及分析过程，熟悉根据基本市场条件设计互换方案的方法。大致了解互换定价原理。 【教学重点】互换的交易原理、交易过程、利率互换与货币互换策略设计 【教学难点】利率互换与货币互换策略设计 【教学内容】 1、互换的定义 互换交易意指利率交换或者包括涉及一种、两种或多种货币的交易在内的互换交易。互换实际上是双方当事人同意交换未来一段时期支付流量的一种金融交易。 2、互换产品的发展史 1981年IBM与世界银行之间又签署了利率互换协议，是世界上第一份利率互换协议。从那以后，互换市场发展迅速。在下一年，利率互换被引进美国“学生贷款营销协会”进行了固定利率与浮动利率的互换，转换了其部分债务的利率特性。 3、互换的原理 比较优势（Comparative Advantage）理论认为，在两国都能生产两种产品，且一国在这两种产品的生产上均处于有利地位，而另一国均处 于不利地位的条件下，如果前者专门生产优势较大的产品，后者专门生 产劣势较小（即具有比较优势）的产品，那么通过专业化分工和国际贸易，双方即能从中获益。 4、互换的结构 5、互换的种类与应用 1) 利率互换 2) 货币互换 3) 商品互换 6、互换定价 1) 利率互换的定价 运用债券组合给利率互换定价 运用远期利率协议给利率互换定价 2) 货币互换的定价 运用债券组合给货币互换定价 运用远期组合给货币互换定价 §3.4 期权 【教学目的与要求】掌握期权交易的基本概念，掌握期权价格的构成、影响因素。重点掌握布莱克——斯克尔斯期权定价模型，能运用该模型对简单的股票期权定价。熟悉和掌握状态价格定价法及期权的二项式定价法。熟练运用期权的损益状态图分析和构造各种期权交易策略。 【教学重点】期权交易的基本概念、布莱克——斯克尔斯期权定价模型、状态价格定价法及期权的二项式定价法、期权的损益状态图分析和构造各种期权交易策略 【教学难点】布莱克——斯克尔斯期权定价模型 【教学内容】 1、概述 期权（options）是双方签订的合约，合约的购买者有权利而没有义务按约定价格，在约定日期内买进或卖出某种标的资产。 期权是一种权利义务不对等的交易。购买者享有权利而不承担义务。出售者则有绝对的义务。由于期权赋予其购买者做某种事情的权利而非义务，因此期权的买方只会从市场变化中获利而不会在市场变化中亏损。由于没有义务的权利具有价值，期权的购买者必须支付给期权的出售者一定的费用。就买权和卖权而言，预先支付的一笔期权价格称之为期权费。 2、买权和卖权：基本概念 期权有两种最基本的交易类型：买入期权与卖出期权 3、期权价格 期权买方为获得期权合约所赋予的权利而向期权的卖方支付的费用。 期权价值主要由内在价值和时间价值两部分构成。 4、期权定价模型 1) 布莱克—舒尔斯定价模型（Black-Scholes公式；B-S模型） 2) 二叉树定价模型(二项式模型) 5、损益状态图 第四篇 金融工程手段和策略 §4.1 资产负债管理 【教学目的与要求】了解风险管理的主要方法，了解资产负债管理的基本概念：流动性、利率的期限结构、利率敏感性、期限组成、违约风险，掌握久期和凸性的概念。 【教学重点】利率的期限结构、久期和凸性的概念 【教学难点】利率的期限结构、久期和凸性的概念 【教学内容】 1、资产负债管理的基本概念 管理利率风险的资产负债管理技术最为成熟。但此技术也可以经常用来管理汇率风险、商品价格风险和股票价格风险。 2、预料组合与组合免疫 预料组合：资产的收入现金流的时间和数额与负债的支出现金流的时间和数额完全匹配的组合。 组合免疫：在资产负债管理方面，使资产和负债的差的利率敏感性变得最小来进行资产的选择。 3、久期 久期：债务工具到期期限的加权平均时间。权重就是单个现金流的现值除以总现金流。 4、免疫策略对久期的应用 5、凸性 §4.2 套期保值和有关的风险管理技术 【教学目的与要求】了解套期保值的含义，套头比的确定方法，套期保值效果的评价。 【教学重点】套期保值的含义、套期保值的分类、基差风险 【教学难点】 【教学内容】 1、套期保值的含义、原理与目标 套期保值是指创造出第二种风险，和初始风险相等而方向相反。于是两种风险的暴露互相抵冲，其目的是不存在净风险。 2、套期保值的分类 1) 根据套期保值者在开仓时所建立的部位不同，金融期货的套期保值可分为多头套期保值(long hedge)和空头套期保值(short hedge)。 2) 根据套期保值的效果差异，套期保值可分为完全套期保值(perfect hedge)和不完全套期保值。 3) 根据期货合约标的物与需保值的现货的关系，套期保值方式可分为直接套期保值(direct hedge)和交叉套期保值(cross hedge)。 3、基差风险 基差扩大对多头套期保值不利，对空头套期保值有利。 基差缩小对多头套期保值有利，对空头套期保值不利。 4、套期保值的规模 套头比为一个单位的现货头寸完全保值所需的套期保值工具的单位的数量。确定套头比的方法： 1) 幼稚的方法——1：1套头比 2) JSE方法 3) 系数模型 4) DV01模型 5) HKM方法 5、套期保值有效性的度量 现货价格与调整过的期货价格的相关系数的平方，被称为决定系数或主导系数，用表示。它是对套期保值所减少的价格风险的百分比的精确度量，其值必定在0-1之间。 六、考核方式及成绩评定 1．考核方式 闭卷考试。 2．成绩评定 平时成绩（含课堂出勤、提问和课后作业）占30分，期末考试成绩占70分，共100分。 七、教材及参考书 1．教材 约翰马歇尔（美）编著 宋逢明翻译 《金融工程》 清华大学出版社 2.参考书 兹维博迪等编著 《投资学》（第七版） 机械工业出版社