用IT技术玩金融系列文章，将介绍如何使用IT技术，处理金融大数据。在互联网混迹多年，已经熟练掌握一些IT技术。单纯地在互联网做开发，总觉得使劲的方式不对。要想靠技术养活自己，就要把技术变现。通过“跨界”可以寻找新的机会，创造技术的壁垒。
金融是离钱最近的市场，也是变现的好渠道！今天就开始踏上“用IT技术玩金融”之旅！
关于作者：
- 张丹(Conan), 程序员Java,R,PHP,Javascript
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前言
金融市场是金融交易的场所，了解金融市场有助力让我们使用各种金融工具进行投资组合，实现对不同金融产品的资产配置，平衡投资收益和风险。
注：本人金融入门级，如果文章描述不对或者不准确的地方，还请专家指点。
目录
- 金融市场学基础知识体系结构
- 名词解释
- 计算举例
1. 金融市场学基础知识体系结构
2. 名词解释
- 金融市场
- 金融市场工具
- 货币市场
- 债券市场
- 久期和凸性
- 股票市场
- 基金市场
- 外汇市场
- 金融衍生品市场
- 资本资产定价模型
- 套利定价理论
金融市场
金融市场(Financial Market)，指以金融资产为交易对象而形成的供求关系及其他机制的总和。
包括3个层面：
- 金融资产一个有形和无形的场所。
- 反映了金融资产的供应者和需求者之间的供求关系。
- 包含了金融资产交易过程中所产生的各种运行机制。
金融中介(Financial Intermediaries)，是介于实质经济运行中资金供需双方之间的媒介。通过购买赤字单位发行的直接证券，然后再向盈余单位发行间接证券，成为赤字单位和盈余单位之间的媒介。
资本市场，是长期金融资金市场，是指融资期限在一年以上的中长期资金市场。
现货市场(Spot Market)，在交易协议达成的若干个交易日内交割的金融交易市场。
期货市场(Futures Market)，在交易协议达成，交易还要在某一特定时间进行的市场。
衍生品市场(Derivatives Market)，指由原生性金融商品或者基础性金融工具出的新型金融工具，包括远期合约，期货合约，期权合约，互换等。
发行市场，又称一级市场(Primary Market)，是指资金需求者奖金融资产首次出售给资金供给者时形成的交易市场。
流通市场，又称二级市场(Secondary Market)，是指金融工具发行后在投资者之间买卖，转让所形成的市场。
金融市场工具
如果把金融市场分为货币和资本市场两大类，那么金融市场工具也被为分这两大类。
货币市场工具：通常都是固定收益的，包括国库券，存单，商业票据，银行承兑汇票，欧洲美元，回购和逆回购，联邦基金，经纪人通知贷款。
资本市场工具：
- 固定收益类：国库债券和票据，联邦机构债务，市政债券，公司债券，抵押支付证券
- 权益类：普通股，优先股
- 衍生品类：期权和互换，远期和期货
资产证券化(Asset Securitization)是把流动性较差的资产通过商业银行或者投资银行的集中组合，作为抵押来发行证券，从而实现相关债权的流动化。
货币市场
货币市场(Monetary Market)，是短期金融资金市场，是指以期限在一年(以下)的金融资产为交易标的的市场。
同业拆借市场，是金融机构之间以货币借贷方式进行短期资金融通的主要场所。同业拆借交易是无担保的，是资金和信用的直接交换。
短期国库券市场，指短期国库券发行和交易的场所。国库券((Treasury Bills,T-bills)又有“金边证券”之称。
商业票据(Commercial Paper, CP)市场，指在商品交易和资金往来过程中产生的以汇票、本票和支票的发行、担保、承兑、贴现、转贴现来实现短期资金融通的市场。
大额可转让定期存单(Negotiable Certificates Of Deposits, CDs)，是银行发行的有固定面额、可转让流通的存款凭证，是定期存款证券化、市场化的产物，也是西方国家商业银行逃避存款利率管制、防止存款转移和提高存款竞争力的产物。
银行承兑汇票市场是，指以银行汇票为金融工具，通过汇票的发行、承兑、转让及贴现而实现资金融通的市场，是银行信用为基础的市场。银行承兑汇票(Banker’s Acceptance, BA)是指出票人开立的远期汇票，以银行为付款人，命令其在未来的某一确定时刻支付一定金额给收款人。
回购协议市场，指通过回购协议进行短期资金融通交易的场所。回购协议(Repurchase Agreement, Repo)是指某一交易商在卖出某一证券的同时约定未来某一时日再以事先确定的价格买回的交易；它的反向交易称为逆回购(Reverse Repurchase Agreement)。证券回购实质上是一种以证券为抵押品的短期资金融通方式，购买和回购价格之间的差额所隐含的收益率就是回购协议率(Repo Rate)。
利率关系：
国库券利率 < 回购协议利率 < 银行承兑汇票利率 < 可转让定期存单利率 < 同业拆借利率
联邦基金市场，指在美国联邦储备银行体系中开有准备金账户并缴存准备金的金融机构之间就准备金调剂所形成的交易市场。联邦基金(Fedreal Funds)，又称联邦储备金。
欧洲货币市场，指非居民之间以银行为中介在某种货币发行国国境之外从事某种货币借贷业务的市场，又称离岸(Offshore)市场。允许非居民相互之间融通外币资金。
债券市场
债券是一种基本的固定收益证券，全球金融市场中80%的直接融资是依靠各类债券市场来实现的。债券是指债券发行人为筹措资金，依照法定程序发行，向投资者出具的，承诺按标面标明的面额、利率、偿还期等支付利息并到期偿还本金的有价证券。
债券的5个要素：票面价值，偿还期限和方式，票面利率，付息方式，发行名称。
短期国债(Treasury Bills)偿还期限在1年(以内)的国债。中期国债(Tresury Notes)偿还期限在1-10年的国债。长期国债(Treasury Bonds)偿还期限在10年以上的国债。
净现值法(Net Present Value)，指批判的内在价值(V)与债券价格(P)的差额。
公式：NPV = V - P
- 如果NPV > 0，则内在价值大于投资成本，债券被低估，应该购买。
- 如果NPM < 0, 则内在价值小于投资成本，债券被高估，应该卖出。
到期收益率(Yield to Maturity) 是使债券未来现金流量的现值等于债券价格的收益率，即投资净现值为零的贴现率。
公式： NPV = V-P = sum(C/(1+k)^t)+A/(1+k)^n - P = 0，t = 1,2,3,n，k为到期收益率。
假设c为一般市场利率，用k和c进行比较。
- 如果k > c，则债券被低估，购买债券。
- 如果k < c，则债券被高估，卖出债券。
久期和凸性
久期(Duration)，又称麦考莱久期，是考虑了所有债券产生的现金流的现值因素后测算的债券的实际到期日。久期定义为债券支付的加权到期日，每一次支付的权重为该次支付现金流现值的一定比例。
如果市场利率是Y，现金流（X1,X2,...,Xn）的麦考雷久期定义为：
D(Y)=[1*X1/(1+Y)^1+2*X2/(1+Y)^2+...+n*Xn/(1+Y)^n]/[X0+x1/(1+Y)^1+X2/(1+Y)^2+...+Xn/(1+Y)^n]
即 D=(1*PVx1+...n*PVxn)/PVx
其中，PVXi表示第i期现金流的现值，D表示久期。
浅显易懂的解释：久期就是债券价格相对于利率水平正常变动的敏感度。如果一只短期债券基金的投资组合久期是2.0，那么利率每变化1个百分点，该基金价格将上升或下降2%；一只长期债券型基金的投资组合久期是12.0，那么利率每变化1个百分点，其价格将上升或下降12%。
久期定理：
- 定理一：只有贴现债券的马考勒久期等于它们的到期时间。
- 定理二：直接债券的马考勒久期小于或等于它们的到期时间。
- 定理三：统一公债的马考勒久期等于（1+1/y），其中y是计算现值采用的贴现率。
- 定理四：在到期时间相同的条件下，息票率越高，久期越短。
- 定理五：在息票率不变的条件下，到期时间越久，久期一般也越长。
- 定理六：在其他条件不变的情况下，债券的到期收益率越低，久期越长。
凸性(Convexity)不仅描述了债券价格与债券收益率的反比关系，还具体指出了债券价格相对于收益率变化的变化幅度，收对于期限既定的债券，由收益率下降导致的债券价格上升的幅度大于同等幅度的收益上升导致的债券价格下降的幅度。
公式 ：dp/p = -D * dy + C(dy)^2/2
凸性是债券价格对收益率的二阶导数。
- 凸性随久期的增加而增加。若收益率、久期不变，票面利率越大，凸性越大。利率下降时，凸性增加。
- 对于没有隐含期权的债券来说，凸性总大于0，即利率下降，债券价格将以加速度上升;当利率上升时，债券价格以减速度下降。
- 含有隐含期权的债券的凸性一般为负，即价格随着利率的下降以减速度上升，或债券的有效持续期随利率的下降而缩短，随利率的上升而延长。因为利率下降时买入期权的可能性增加了。
凸性是对债券价格利率敏感性的二阶估计，是对债券久期利率敏感性的测量。在价格－收益率出现大幅度变动时，它们的波动幅度呈非线性关系。由持久期作出的预测将有所偏离。凸性就是对这个偏离的修正。
股票市场
普通股(Common Stock)是在优先股要求权得到满足后才能与公司利润和资产分配的股，其股息收益不确定，随公司的利润分配政策的变动而变动。
优先股(Preferred Stock)指在剩余索取权方面较普通股优先的股票，体现在伊利固定数额的股息，并可以先于普通股股东收取股息，但持有者无经营管理权，也不参与公司决策。
A股：以人民币标明面值，由境内公司在中国境内发行上市，境内居民或机构用人民币买卖的股票。
B股：用人民币标明面值，由境内公司在地内发行，在境内证券交易所上市，由境内外居民或机构用外币买卖的股票。
H股，N股，S股：属于境外上市的外资股，用人民币标明面值，由境内公司发行，分别在香港，纽约，新加坡上市，分别用港币交易，美元，新加坡元交易。
股票发行市场(Issuance Market)又叫一级市场(Primary Market)，是股票的发行者按照一定的法律规定和发行程序，直接或通过中介机构向投资者出售新股所形成的市场。
股票交易市场，又叫二级市场(Secondary Market)是投资都之间买卖已发行股票的场所。
场外交易，又叫柜台交易(Over-The-Counter, OTC)，在证券交易所之外的股票交易活动，这种交易最早在券商的柜台上进行。
市盈率又称价格收益比，是每股价格与每投收益的比率。
公式： 市盈率 = 每股价格 / 每股收益
基金市场
封闭式基金，指基金的发起人在设立基金时，限定了基金单位的发行总额，筹集到这个总额后，基金即宣告成立，并进行封闭，在一定时期内不再接受新的投资，又称固定型投资基金。
开放式基金，指基金管理公司在设立基金时，发行基金单位的总份额不固定，可视投资者的需求追加发行。
基金计算：
基金资产总额 = 所持证券市值总额 + 现金 + 应计利息收入
基金资产净值总额 = 基金资产总额 - 基金负债总额
基金单位净值 = 基金资产净值总额 / 总份额
申购价 = 基金单位资产净值 + 申购费用
申购费用 = 申购价 * 申购费率
赎回价 = 基金单位资产净值 + 赎回费用*(1-折扣率)
更详细的基金计算，请参考文章：基金会计系统 – 组合净值,单位净值,份额
外汇市场
关于外汇市场的概念，请参考文章：国际金融入门知识
金融衍生品市场
金融远期合约，指交易双方约定在未来某一交易日，按照事先约定的价格，以预先确定的方式买卖一定数量的某种金融资产的合约。
远期利率协议(Forward Rate Agreement, FRA)是交易双方商定在未来某一时间对某一具体期限的名义上的存款或者贷款支付利率的合同，并规定期满时，由一方向另一方支付协议利率与结算日参考利率之间的贴现后的利息差。
远期外汇，又称期汇交易，指在外汇买卖成效晨，交易双方先签订合同，规定买卖外汇的币种，数量，适用的汇率及未来交割的日期，地点等，并在规定的交割日期按照合同规定进行交割的外汇业务。
金融期货合约，指协议双方约定在未来某一特定的时间按约定条件(价格，交割地点，交割方式)买卖一定标准数量的某种特定金融产品的标准化协议。
外汇期货，指交易双方约定在未来特定的日期进行外汇交割，限定了标准币种，数量，交割月份及交割地点的标准化合约。
利率期货，指标的资产价格全副于利率水平的期货合约。
股指期货，指期货交易所同期货买卖都签订的，约定在未来某时期，买者向交易所结算等于股份指数若干倍金额的合约。
金融期权，指赋予购买者在规定的期限内按双方约定的价格买卖一定数量某种金融资产的权利的合约。包括股票指数期权，股票期权，利率期权，期货期权。
金融互换，指买卖双方在一定时间内，交换一系列现金流的合约。包括货币互换，利率互换。
资本资产定价模型
无差异曲线，代表给一个投资者带来同样满足程序的风险和预期收益率的所有组合。
资本资产定价模型(Capital Asset Pricing Model, CAPM)，在投资组合理论和资本市场理论基础上形成发展起来的，主要研究证券市场中资产的预期收益率与风险资产之间的关系，以及均衡价格是如何形成的.
CAPM给出了一个非常简单的结论：只有一种原因会使投资者得到更高回报，那就是投资高风险的股票。
CAPM是建立在马科威茨模型基础上的，马科威茨模型的假设自然包含在其中：
- 1、投资者希望财富越多愈好，效用是财富的函数，财富又是投资收益率的函数，因此可以认为效用为收益率的函数。
- 2、投资者能事先知道投资收益率的概率分布为正态分布。
- 3、投资风险用投资收益率的方差或标准差标识。
- 4、影响投资决策的主要因素为期望收益率和风险两项。
- 5、投资者都遵守主宰原则（Dominance rule），即同一风险水平下，选择收益率较高的证券；同一收益率水平下，选择风险较低的证券。
- 6、可以在无风险折现率R的水平下无限制地借入或贷出资金。
- 7、所有投资者对证券收益率概率分布的看法一致，因此市场上的效率边界只有一条。
- 8、所有投资者具有相同的投资期限，而且只有一期。
- 9、所有的证券投资可以无限制的细分，在任何一个投资组合里可以含有非整数股份。
- 10、税收和交易费用可以忽略不计。
- 11、所有投资者可以及时免费获得充分的市场信息。
- 12、不存在通货膨胀，且折现率不变。
- 13、投资者具有相同预期，即他们对预期收益率、标准差和证券之间的协方差具有相同的预期值。
CAPM的附加假设条件：
上述假设表明：第一，投资者是理性的，而且严格按照马科威茨模型的规则进行多样化的投资，并将从有效边界的某处选择投资组合；第二，资本市场是完全有效的市场，没有任何磨擦阻碍投资。
套利定价理论
套利定价理论(Arbitrage Pricing Theory, APT) 是CAPM的拓广，由APT给出的定价模型与CAPM一样，都是均衡状态下的模型，不同的是APT的基础是因素模型。
套利定价理论认为，套利行为是现代有效率市场（即市场均衡价格）形成的一个决定因素。如果市场未达到均衡状态的话，市场上就会存在无风险套利机会。 并且用多个因素来解释风险资产收益，并根据无套利原则，得到风险资产均衡收益与多个因素之间存在（近似的）线性关系。 而前面的CAPM模型预测所有证券的收益率都与唯一的公共因子（市场证券组合）的收益率存在着线性关系。
3 计算举例
3.1 债券估值方法：净现值法
某一付息债券的面值为1000元，期限为2年，票面利率为5%， 每年付息，若市场利率为15%，当前该债券的市场价格为900元，是否应购买？
内在价值V = sum((1000*5%)/(1+0.15)^t) + 1000/(1+0.15)^2 = 837.43 ，t=1,2
NPV = V - P = 837.43 - 900 = -62.57 < 0
则债券被高估了，不应该购买。
3.2 债券估值方法：到期收益率比较法
某债券面值1000元，债券期限为3年，票面利率为6%， 每年付息一次，若投资者的必要收益率为9%，现行价格900元，是否应该购买？
900 = sum((1000*6%)/(1+k)^t) + 1000/(1+k)^3， t=1,2,3
解：k = 10.02% > 9%
则债券被低估了，应该购买。
3.3 久期
期限为5年，票面价值为1000元的零息债券，市场价格为750元，如果预期市场利率将由5%下降至4.5%，则此时该债券的市场价格是多少？
解：由于债券为零息债券，久期是它的到期期限，即5年。
Dr/(1+r) = (5 * 5%)/(1+5%)=0.2381，
而债券的市场利率下降比率为：(5%-4.5%)/5%=10%，
所以债券的市场价格上升2.381%
债券价格可能会变为：750*(1*2.381%)=767.86
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