基于MATLAB的金融计算软件的设计与实现

钱秋月 涂海峰 胡晓蕊

(安徽工程大学数理学院,安徽芜湖 241000)

基于MATLAB的金融计算软件的设计与实现

钱秋月 涂海峰 胡晓蕊

(安徽工程大学数理学院,安徽芜湖 241000)

本文以 MATLAB提供的图形用户界面(GUI)为平台对金融计算系统进行设计,给出了一款能实现现金流计算,贷款处理和欧式期权价格计算的软件。结果表明该软件除了具备一般软件的界面友好的特点外,还能够方便进行各种数据处理及金融计算。

MATLAB GUI 金融计算

Matlab是公认的优秀计算软件，在大学和商业界应用非常广泛，其中还自带有金融工具箱，在金融工程中被定为首选计算器，该工具箱在金融计算方面的应用已十分普遍。而随着面向对象技术的兴起，图形用户界面(GUI)设计成为了一种趋势，它不仅可以加快程序的设计工作，还可以减轻设计工作者的负担，许多带有图形用户界面设计功能的程序设计软件纷纷推出。MATLAB为用户设计图形界面提供了一个高效、方便的集成环境。因此，本文尝试利用MATLABGUI来进行金融计算系统的设计，实现金融计算中常见功能[1，2]。

1 系统的运行环境

本系统的设计是在MATLAB提供的GUI平台上进行设计的，因此系统的运行环境为：MATLAB7.9。

2 系统的总体方案

本系统利用GUI设计可视化的操作界面，对界面中所列出的功能进行后台回调函数的编写，该系统设计的总体方案如图1所示：

3 相关算法

3.1 固定现金流计算

图1 系统总体设计方案

3.2 贷款计算

设贷款总额为p，还款周期为N，利率为r， m为月还款额， Ak为第k个月后的欠款，若采用等额本息还款法，则

3.3 欧式期权计算

Black-Scholes方程是金融衍生产品最重要的定价公式，假设标的资产服从几何布朗运动，即，期权价格为，由 ITO引理得到Black-Scholes方程

该式表明金融衍生产品定价可以用偏微分方程表示，这样各种不同衍生证券对应于到期现金流。欧式看涨期权价格是

图2 系统功能模块图

图3 现金流和欧式期权价格计算器界面

图4 住房贷款计算器界面

其中，S为股票价格，K是执行价，N是正态分布函数，r是无风险利率，T是期权存续期，是标准差。1976年Black研究出期货期权定价模型，该模型假设期货价格 F遵循几何布朗运动，这里μ是期权价格预期增长率，是波动率， dWt是维纳过程。设欧式期货看涨期权价格为c，看跌期权价格为p，则有

4 系统设计

该系统主要包括现金流计算、贷款计算、金融衍生产品计算三大模块。其具体的功能模块如图2所示。

由于系统软件要求和面向对象的差异性，依据界面设计中简洁性、统一性、常用性的原则，利用MATLABGUI设计的界面如图3、图4[6]。

5 算例和结论

例5.1某投资者的初始账户约为1500元，每月向该账户存入200元，年利率9%，10年后账户终值为42379.89元(见图3)。

例5.2股票价格为100，股票波动率标准查为0.5，无风险利率为10%，期权执行价为95，存续期为0.25年，则该股票欧式期权看跌价格为6.3497，看涨价格为13.6953(见图3)。

例5.3商业贷款20万，20年，按11年7月7日利率计算得到，等额本息还款方式需偿还利息173585.46元，偿还明细见图4。

随着经济的发展和金融危机的出现，金融界越来越重视金融领域的复杂计算，把计算交给MATLAB，金融从业人员可以更深入研究金融工具和风险管理。而利用MATLABGUI制作的软件同时具有界面友好和方便处理各种金融数据的特点，因此在未来的产业中，MATLABGUI的应用范围将不断扩展，并对金融实务起到很好的支持作用。

[1]宗节保,段柳云,王莹,段柳浠,李昕.基于MATLABGUI软件制作方法的研究与实现[J].电子设计工程,2010,18(7):54-56.

[2]李磊.基于MATLABGUI的数字图像处理系统设计[D].成都:成都理工大学,2012.

[3]张从军,孙春燕,陈美霞,杨靖三.经济应用模型[M].上海:复旦大学出版社,2008.

[4]张树德.金融计算教程[M].北京:清华大学出版社,2007.

[5]田文昭.金融资产的定价理论与数值计算[M].北京:北京大学出版社,2010.

[6]张志涌.MATLAB教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2011.

The MATLAB products provide a complete integrated computing environment for financial analysis. Based on MATLAB GUI, a software which can compute loans and cash flows, analyze Black-Scholes put and call option pricing is designed. The results show that the software products are not only user-friendly,but also be can facilitate the conduct of a variety of data processing and financial computation.

MATLAB GUI financial computation

国家级大学生创新创业训练计划(201210363113)。

钱秋月(1992-),女,浙江省嘉兴人,安徽工程大学金融工程专业本科在读。