计算金融与 Python 实践 第1、2章 证券市场基础、投资组合理论及其发展

计算金融与Python实践理论前导篇金融市场投资理论01

证券市场基础02

投资组合理论及其发展03

有效市场假说与行为金融理论04

股票05

金融衍生工具与风险管理证券市场基础01证券基础认知目标需了解证券的分类及其特征，熟悉证券市场的特征，明晰一级市场和二级市场的区别与联系。证券市场进阶目标要熟悉证券市场指数的不同编制方法，了解证券市场的各类参与者。【学习目标】证券与证券市场

证券基本概念界定证券是多种经济权益凭证的统称，是金融领域中代表特定权益的重要凭证类型。

证券市场核心定义证券市场是各类证券发行和交易的场所，是证券流转、权益交割的核心载体。证券与证券市场：证券

证券的概念证券是记载并承载一定权益的法律凭证，有纸面等法定形式，涵盖股票、债券、基金等品类。

证券的特征证券具收益性：持有可获资产增值等回报；具流动性：需易变现、成本低、本金稳，含到期兑付等实现方式。证券市场基础

证券风险性特征指实际收益与预期收益的背离，收益存在不确定性，且风险与收益成正比，风险越大收益越高。证券期限性特征债券有明确还本付息期限，具法律约束，可满足投融资双方需求；股票无期限，属无期证券。证券市场基础：证券的分类

证券基础分类界定证券依能否带来收益分有价、无价证券，本书仅涉有价证券，它代表财产权利，可交易流通。证券市场基础：证券的分类按发行主体分类

政府类证券范畴政府证券指中央或地方政府发行的债券，如财政部发行的各类国债；政府机构证券是经批准的政府机构发行的证券，如中央汇金的政府支持债券、国家铁路局的铁路建设债券。公司类证券范畴公司证券是公司为筹措资金发行的有价证券，涵盖商业公司的股票、公司债券、商业票据，以及银行和非银行金融机构发行的金融债券。按交易场所分类有价证券按交易场所分上市证券（可在证券交易所公开买卖）和非上市证券（在其他市场交易）。证券市场基础：证券的分类证券市场基础：证券的分类其他三类分类标准

按募集方式分类有价证券分为公募和私募证券，公募向不特定公众发行，审核严且公示；私募向特定少数投资者发行，审核宽松、投资者少。

按权益类型分类有价证券分为股权类、债权类和其他证券，股权类代表所有权，债权类代表债权，其他证券代表复杂权益。证券市场基础：证券市场证券市场的概念

市场核心定义指买方和卖方进行商品和服务交易的场所，无需实质地点，仅需提供沟通交易的平台、系统与信息。

证券市场概述是股票、债券、投资基金等有价证券发行和交易的场所，属资本市场基础和主体，含发行与流通市场，是市场经济体系重要部分。证券市场基础：证券市场证券市场的特征

证券市场交易对象交易对象为股票、债券等有价证券，区别于一般商品市场的普通交易商品。

证券多重市场职能股票、债券等可筹措资金、投资获利、保值抗通胀，还能通过技术性操作争取价差收益。

证券价格核心特质证券价格是所有权让渡的市场评估价，或预期收益的市场货币价，与市场利率关系密切。

证券市场交易风险交易风险较大，受复杂因素影响，价格呈现波动性与不可预测性，不同于一般商品市场。证券市场基础：证券市场证券市场的类别

按交易环节分市场证券市场按交易环节分为一级（发行）、二级（流通）市场，一级市场负责新证券发行，有IPO、增发等多种发行方式。二级市场交易方式二级市场为已发行证券提供交易渠道，分集合、连续交易市场，前者适合小型市场或确定开盘、收盘价，后者为大型市场采用。按主体规模分市场按上市公司规模、监管要求等，证券市场分为主板、地区、柜台、三级、四级市场，各市场上市主体与交易规则有差异。证券市场基础：证券市场指数证券市场指数的概念及作用

市场指数核心作用反映证券市场价格总体波动趋势，帮助投资者了解市场涨跌，度量证券市场总体收益率。

市场指数拓展用途可作投资组合收益率基准、指数基金和股指衍生证券标的物，还能检验市场对收益率的影响，衡量系统风险辅助资产组合管理。指数样本选择考量编制市场指数需先确定证券样本，样本越多越能反映市场整体，但不利于作为指数基金或股指衍生证券标的物，有全样本和成分样本两类指数。指数加权编制类型确定样本后需考量样本权重，常见编制方法分为价格加权、市值加权和无权重编制三类，各类有不同计算方式与代表指数。价格加权指数说明以证券价格为权重，指数为当期证券价格之和除以除数调整因子，道琼斯30只工业股票平均价格指数是典型代表。市值加权指数细节以证券市值为权重，反映样本总市值相对基期的变动，多数指数采用该法，我国分总市值与流通市值加权，如上证A股指数和沪深300指数。无权重指数编制所有样本权重一致，计算时可采用数学平均法或几何平均法，不依据证券价格或市值设定权重。证券市场基础：证券市场指数证券市场指数的编制证券市场的参与者

市场核心参与主体证券发行人和证券投资者是证券市场的主体，是市场参与构成中的核心组成部分。

市场配套参与主体还包含各类中介机构、自律性组织和监管机构，共同构成完整的证券市场参与体系。证券市场的参与者：证券市场的主体证券发行人

01证券发行人范畴证券发行人是筹措资金发行债券、股票等证券的主体，主要包括公司、政府和政府机构。

02公司类发行人要点现代公司分股份有限公司和有限责任公司，仅股份有限公司可发行股票，发行股票筹自有资本，发行债券筹借入资本，不同证券对应不同筹资用途。

03政府类发行人要点政府和政府机构仅限发行债券，所筹资金可用于财政周转、弥补赤字、基建及特殊政策，中央政府债券常被视为无风险证券。

04中央银行发证券类型中央银行作为发行主体，主要发行类似优先股的中央银行股票，以及用于调控货币供给量的特殊债券，如央行票据。证券市场的参与者：证券市场的主体证券投资者

证券投资者定义与分类证券投资者是证券市场的资金供给者与金融产品购买者，种类包含个人投资者与机构投资者。

个人投资者特征个人投资者是证券市场最广泛的投资者，具有分散性和流动性，单个投资额有限但集合总额可观。

公司类投资者情况公司既是证券发行人也是投资者，凭借较强的购买力，投资量远超个人投资者。金融机构投资者地位商业银行及各类非银行金融机构，凭借资金实力与特殊经营地位，是证券市场主要投资者。社会基金会投资方向各类社会基金会为实现基金保值增值，会在证券市场主要购买政府债券等证券产品。外国投资者相关制度外国投资者含境外自然人、法人和政府机构，我国实施合格境外机构投资者与人民币合格境外机构投资者制度，2019年取消两类投资者的投资额度与地区限制。证券市场的参与者：证券市场的主体证券市场的参与者：证券市场的其他参与者除了证券市场的主体以外，证券市场的参与者还包括中介机构、自律性组织和监管机构等中介机构证券市场中介机构主要有：证券经营机构、交易场所、律所、财会审计机构、评估、评级、咨询服务机构。自律性组织自律性组织多为行业协会，具桥梁等作用，我国含证券交易所、行业协会，登结机构行自律管理。监管机构全球证券监管机构分专管、兼管两类，我国主要由证监会统一监管证券市场。投资组合理论及其发展02【学习目标】

投资组合理论学习掌握投资组合理论基本假设与优化过程，熟悉其收益和风险的计算方法。

资本资产定价学习了解资本资产定价模型的基本假设和内容，掌握证券市场线的含义及其运用。投资学核心目标在特定约束条件下，实现投资收益与投资风险的最优匹配，需准确计量描述收益、风险等要素。组合理论核心贡献通过数学描述实现目标的过程，为投资学注入理性思维，推动其沿科学路径持续发展奠定重要基础。投资组合理论投资组合理论：投资组合理论的基本假设理论假设前提

01市场与投资可分假设证券市场是有效的，证券风险、收益变动及相关信息对投资者可知；证券投资无限可分，风险证券可任意数量加入或退出组合。

02投资者行为目标假设投资者将特定投资视为持有期内期望收益概率分布，以实现持有期效用最大化为目标，效用受收益、风险及自身风险态度影响。

03收益与风险衡量假设投资者以证券期望收益率衡量投资收益，以收益率的方差或标准差来衡量投资所伴随的风险。

04投资者风险收益偏好相同风险下收益越高投资者效用越高；投资者为风险规避者，相同收益下偏好低风险，承受高风险需更高期望收益率。投资组合理论：投资组合理论的基本假设

最优组合定义在既定假设下，在同风险下收益更高、或同收益下风险更低的投资及组合。投资组合理论：投资组合的收益与风险组合量化基础组合量化基础：投资组合构建需量化收益与风险，既要考虑单个投资，也要考虑投资组合层面。组合期望收益率计算投资组合期望收益率是各投资期望收益率的加权平均，权重为各投资占总投资比例，可凭历史收益率近似估计单投资期望收益率。投资组合理论：投资组合的收益与风险组合方差及协方差

投资组合方差定义投资组合的方差并非组合中各投资方差的简单加权平均，是投资组合收益率与其期望收益率差平方的期望。

协方差相关说明协方差指两个随机变量的相互依赖关系，有两种计算表达式，还可通过其判断变量的相关关系类型。

两类组合方差计算n个投资构成的组合有一般方差计算公式，两个投资的组合方差可结合相关系数、协方差等来计算。投资标的基础数据两种风险投资的期望收益率分别为8%、15%，标准差分别为10%、20%，二者相关系数为0.3。投资协方差计算依据相关系数、两种投资的标准差，计算得出二者的协方差为0.3×0.1×0.2=0.006。投资组合理论：最优投资组合的构建投资组合理论：最优投资组合的构建风险投资组合的构建

投资权重分配规则两种投资权重之和为1，允许买空卖空时权重可小于0或大于1，卖空某一投资所得资金可投入另一投资。

收益与风险计算逻辑组合期望收益率依权重与单投资收益率计算，随高收益投资权重下降单调降低；风险为收益率标准差，随该权重下降先降后升。

投资可行集与有效前沿两投资的所有组合构成投资可行集，以风险最小组合为分割点，其右上方的组合为有效前沿，同风险下收益率更高。

最小风险组合求解通过约束w1+w2=1的最优化问题，可求得w1=0.89时组合风险最小，收益率标准差为9.79%。投资组合理论：最优投资组合的构建无风险投资的加入

无风险投资基础设定在风险投资组合中加入无风险投资，以短期国库券为代表，年收益率5%、标准差0，在资产空间中位于纵轴(0,5%)。

资本配置线核心定义连接无风险投资与风险投资（组合）的直线为资本配置线，是两类投资组成的所有投资组合的可行集，线上点代表资金分配构成的资产组合。

A组合资本配置线解析无风险投资与风险最小组合A构成资本配置线A，A点坐标为(9.79%,8.74%)，其斜率为单位风险溢价，即夏普比率。

B组合资本配置线对比风险组合B由70%投资1和30%投资2构成，期望收益率10.10%、标准差10.50%，其资本配置线B斜率（夏普比率）更高，效用优于组合A。投资组合理论：最优投资组合的构建最优风险投资组合

最优组合筛选逻辑不同风险投资组合对应不同资本配置线，斜率最大的资本配置线效用最高，夏普比率最大的组合即为最优风险投资组合。最优组合求解结果在无风险收益率5%的条件下，当w1=0.42时组合夏普比率达0.5241，为最优组合M，其期望收益率12.04%，标准差13.44%，对应最优资本配置线CALM。投资组合理论：最优投资组合的构建最优完全投资组合的建立

最优组合选择逻辑投资者最优选择是最优资本配置线上效用最大的投资组合，需结合投资者效用函数来确定，效用取决于期望收益率和风险。效用函数与风险类型效用函数为U=E(r)+Aσ²，A为风险厌恶系数，A>0是风险偏好型，A=0是风险中性型，A<0是风险规避型。效用最大化求解示例当A=-5时，将61%资金配置到无风险投资，39%配置到风险投资组合，其中42%投投资1，58%投投资2，效用达0.0637。组合优化完整步骤先确定证券收益率特征与无风险收益率，再算出最优风险投资组合得到最优资本配置线，结合效用函数确定最终投资比例，该步骤可推广到多风险投资。投资组合理论局限为投资决策提供严谨数学支持，但投资组合选择优化需大量数据与复杂计算，未解决资产合理价格确定问题。资本资产定价模型背景正是基于投资组合理论存在的上述局限，资本资产定价模型被相应提出。投资组合理论：资本资产定价模型投资组合理论：资本资产定价模型资本资产定价模型的基本假设

模型基础与核心前提资本资产定价模型以投资组合理论为基础，要求所有投资者均寻求有效前沿上的投资组合，且对证券风险收益分布预期一致。

投资交易相关假设投资者可无限制以无风险利率借贷款，投资期限相同，证券无限可分，买卖无税负及交易成本。

市场环境相关假设市场信息充分且无获取成本，无通胀或通胀可完全预测且利率不变，市场均衡或能快速回归均