量化投資:MATLAB數據挖掘技術與實踐

內容簡介

全書內容分為三篇。第一篇為基礎篇,主要介紹量化投資與數據挖掘的關係,以及數據挖掘的概念、實現過程、主要內容、主要工具等內容。第二篇為技術篇,系統介紹了數據挖掘的相關技術及這些技術在量化投資中的套用,主要包括數據的準備、數據的探索、關聯規則方法、數據回歸方法、分類方法、聚類方法、預測方法、診斷方法、時間序列方法、智慧型最佳化方法等內容。第三篇為實踐篇,主要介紹數據挖掘技術在量化投資中的綜合套用實例,包括統計套利策略的挖掘與最佳化、配對交易策略的挖掘與實現、數據挖掘在股票程式化交易中的綜合套用,以及基於數據挖掘技術的量化交易系統的構建。本書的讀者對象為從事投資、數據挖掘、數據分析、數據管理工作的專業人士;金融、經濟、管理、統計等專業的教師和學生;希望學習MATLAB的廣大科研人員、學者和工程技術人員。

目錄信息

第一篇 基礎篇

第1章 緒論 2

1.1 量化投資與數據挖掘的關係 2

1.1.1 什麼是量化投資 2

1.1.2 量化投資的特點 3

1.1.3 量化投資的核心——量化模型 5

1.1.4 量化模型的主要產生方法——

數據挖掘 7

1.2 數據挖掘的概念和原理 8

1.2.1 什麼是數據挖掘 8

1.2.2 數據挖掘的原理 10

1.3 數據挖掘在量化投資中的套用 11

1.3.1 巨觀經濟分析 11

1.3.2 估價 13

1.3.3 量化選股 14

1.3.4 量化擇時 14

1.3.5 算法交易 14

1.4 本章小結 15

參考文獻 16

第2章 數據挖掘的內容、過程及

工具 17

2.1 數據挖掘的內容 17

2.1.1 關聯 17

2.1.2 回歸 19

2.1.3 分類 20

2.1.4 聚類 21

2.1.5 預測 22

2.1.6 診斷 23

2.2 數據挖掘過程 24

2.2.1 數據挖掘過程概述 24

2.2.2 挖掘目標的定義 25

2.2.3 數據的準備 26

2.2.4 數據的探索 28

2.2.5 模型的建立 29

2.2.6 模型的評估 33

2.2.7 模型的部署 35

2.3 數據挖掘工具 36

2.3.1 MATLAB 36

2.3.2 SAS 37

2.3.3 SPSS 38

2.3.4 WEKA 39

2.3.5 R 41

2.3.6 工具的比較與選擇 42

2.4 本章小結 43

參考文獻 43

第3章 MATLAB快速入門 44

3.1 MATLAB快速入門 44

3.1.1 MATLAB概要 44

3.1.2 MATLAB的功能 45

3.1.3 快速入門案例 46

3.1.4 入門後的提高 55

3.2 MATLAB常用技巧 55

3.2.1 常用標點的功能 55

3.2.2 常用操作指令 56

3.2.3 指令編輯操作鍵 56

3.2.4 MATLAB數據類型 56

3.3 MATLAB開發模式 58

3.3.1 命令行模式 58

3.3.2 腳本模式 58

3.3.3 面向對象模式 58

3.3.4 三種模式的配合 58

3.4 小結 59

第二篇 技術篇

第4章 數據的準備 63

4.1 數據的收集 63

4.1.1 認識數據 63

4.1.2 數據挖掘的數據源 64

4.1.3 數據抽樣 65

4.1.4 量化投資的數據源 67

4.1.5 從雅虎獲取交易數據 69

4.1.6 從大智慧獲取財務數據 71

4.1.7 從Wind中獲取高質量數據 73

4.2 數據質量分析 75

4.2.1 數據質量分析的必要性 75

4.2.2 數據質量分析的目的 75

4.2.3 數據質量分析的內容 76

4.2.4 數據質量分析的方法 76

4.2.5 數據質量分析的結果及套用 82

4.3 數據預處理 82

4.3.1 為什麼需要數據預處理 82

4.3.2 數據預處理的主要任務 83

4.3.3 數據清洗 84

4.3.4 數據集成 88

4.3.5 數據歸約 89

4.3.6 數據變換 90

4.4 本章小結 92

參考文獻 93

第5章 數據的探索 94

5.1 衍生變數 95

5.1.1 衍生變數的定義 95

5.1.2 變數衍生的原則和方法 96

5.1.3 常用的股票衍生變數 96

5.1.4 評價型衍生變數 101

5.1.5 衍生變數數據收集與集成 103

5.2 數據的統計 104

5.2.1 基本描述性統計 105

5.2.2 分布描述性統計 106

5.3 數據可視化 106

5.3.1 基本可視化方法 107

5.3.2 數據分布形狀可視化 108

5.3.3 數據關聯情況可視化 110

5.3.4 數據分組可視化 111

5.4 樣本選擇 113

5.4.1 樣本選擇的方法 113

5.4.2 樣本選擇套用實例 113

5.5 數據降維 116

5.5.1 主成分分析(PCA)基本

原理 116

5.5.2 PCA套用案例:企業綜合

實力排序 118

5.5.3 相關係數降維 122

5.6 本章小結 123

參考文獻 123

第6章 關聯規則方法 124

6.1 關聯規則概要 124

6.1.1 關聯規則的提出背景 124

6.1.2 關聯規則的基本概念 125

6.1.3 關聯規則的分類 127

6.1.4 關聯規則挖掘常用算法 128

6.2 Apriori算法 128

6.2.1 Apriori算法的基本思想 128

6.2.2 Apriori算法的步驟 129

6.2.3 Apriori算法的實例 129

6.2.4 Apriori算法的程式實現 132

6.2.5 Apriori算法的優缺點 135

6.3 FP-Growth算法 136

6.3.1 FP-Growth算法步驟 136

6.3.2 FP-Growth算法實例 137

6.3.3 FP-Growth算法的優缺點 139

6.4 套用實例:行業關聯選股法 139

6.5 本章小結 141

參考文獻 142

第7章 數據回歸方法 143

7.1 一元回歸 144

7.1.1 一元線性回歸 144

7.1.2 一元非線性回歸 148

7.1.3 一元多項式回歸 153

7.2 多元回歸 153

7.2.1 多元線性回歸 153

7.2.2 多元多項式回歸 157

7.3 逐步歸回 160

7.3.1 逐步回歸的基本思想 160

7.3.2 逐步回歸步驟 161

7.3.3 逐步回歸的MATLAB方法 162

7.4 Logistic回歸 164

7.4.1 Logistic模型 164

7.4.2 Logistic回歸實例 165

7.5 套用實例:多因子選股模型

的實現 168

7.5.1 多因子模型的基本思想 168

7.5.2 多因子模型的實現 169

7.6 本章小結 172

參考文獻 172

第8章 分類方法 173

8.1 分類方法概要 173

8.1.1 分類的概念 173

8.1.2 分類的原理 174

8.1.3 常用的分類方法 175

8.2 K-近鄰(KNN) 176

8.2.1 K-近鄰原理 176

8.2.2 K-近鄰實例 177

8.2.3 K-近鄰特點 180

8.3 貝葉斯分類 181

8.3.1 貝葉斯分類原理 181

8.3.2 樸素貝葉斯分類原理 182

8.3.3 樸素貝葉斯分類實例 184

8.3.4 樸素貝葉斯特點 185

8.4 神經網路 185

8.4.1 神經網路的原理 185

8.4.2 神經網路的實例 188

8.4.3 神經網路的特點 188

8.5 邏輯斯蒂(Logistic) 189

8.5.1 邏輯斯蒂的原理 189

8.5.2 邏輯斯蒂的實例 189

8.5.3 邏輯斯蒂的特點 189

8.6 判別分析 190

8.6.1 判別分析的原理 190

8.6.2 判別分析的實例 191

8.6.3 判別分析的特點 191

8.7 支持向量機(SVM) 192

8.7.1 SVM的基本思想 192

8.7.2 理論基礎 193

8.7.3 支持向量機的實例 196

8.7.4 支持向量機的特點 196

8.8 決策樹 197

8.8.1 決策樹的基本概念 197

8.8.2 決策樹的建構的步驟 198

8.8.3 決策樹的實例 201

8.8.4 決策樹的特點 202

8.9 分類的評判 202

8.9.1 正確率 202

8.9.2 ROC曲線 204

8.10 套用實例:分類選股法 206

8.10.1 案例背景 206

8.10.2 實現方法 208

8.11 延伸閱讀:其他分類方法 210

8.12 本章小結 211

參考文獻 211

第9章 聚類方法 212

9.1 聚類方法概要 212

9.1.1 聚類的概念 212

9.1.2 類的度量方法 214

9.1.3 聚類方法的套用場景 216

9.1.4 聚類方法的分類 217

9.2 K-means方法 217

9.2.1 K-means的原理和步驟 218

9.2.2 K-means實例1:自主編程 219

9.2.3 K-means實例2:集成函式 221

9.2.4 K-means的特點 224

9.3 層次聚類 225

9.3.1 層次聚類的原理和步驟 225

9.3.2 層次聚類的實例 227

9.3.3 層次聚類的特點 229

9.4 神經網路聚類 229

9.4.1 神經網路聚類的原理和步驟 229

9.4.2 神經網路聚類的實例 229

9.4.3 神經網路聚類的特點 230

9.5 模糊C-均值(FCM)方法 230

9.5.1 FCM的原理和步驟 230

9.5.2 FCM的套用實例 232

9.5.3 FCM算法的特點 233

9.6 高斯混合聚類方法 233

9.6.1 高斯混合聚類的原理和步驟 233

9.6.2 高斯聚類的實例 236

9.6.3 高斯聚類的特點 236

9.7 類別數的確定方法 237

9.7.1 類別的原理 237

9.7.2 類別的實例 238

9.8 套用實例:股票聚類分池 240

9.8.1 聚類目標和數據描述 240

9.8.2 實現過程 240

9.8.3 結果及分析 242

9.9 延伸閱讀 244

9.9.1 目前聚類分析研究的主要

內容 244

9.9.2 SOM智慧型聚類算法 245

9.10 本章小結 246

參考文獻 246

第10章 預測方法 247

10.1 預測方法概要 247

10.1.1 預測的概念 247

10.1.2 預測的基本原理 248

10.1.3 量化投資中預測的主要

內容 249

10.1.4 預測的準確度評價及影響

因素 250

10.1.5 常用的預測方法 251

10.2 灰色預測 252

10.2.1 灰色預測原理 252

10.2.2 灰色預測的實例 254

10.3 馬爾科夫預測 256

10.3.1 馬爾科夫預測的原理 256

10.3.2 馬爾科夫過程的特性 257

10.3.3 馬爾科夫預測的實例 258

10.4 套用實例:大盤走勢預測 262

10.4.1 數據的選取及模型的建立 263

10.4.2 預測過程 264

10.4.3 預測結果與分析 265

10.5 本章小結 265

參考文獻 267

第11章 診斷方法 268

11.1 離群點診斷概要 268

11.1.1 離群點診斷的定義 268

11.1.2 離群點診斷的作用 269

11.1.3 離群點診斷方法分類 271

11.2 基於統計的離群點診斷 271

11.2.1 理論基礎 271

11.2.2 套用實例 273

11.2.3 優點與缺點 275

11.3 基於距離的離群點診斷 275

11.3.1 理論基礎 275

11.3.2 套用實例 276

11.3.3 優點與缺點 278

11.4 基於密度的離群點挖掘 278

11.4.1 理論基礎 278

11.4.2 套用實例 279

11.4.3 優點與缺點 281

11.5 基於聚類的離群點挖掘 281

11.5.1 理論基礎 281

11.5.2 套用實例 282

11.5.3 優點與缺點 284

11.6 套用實例:離群點診斷量化

擇時 284

11.7 延伸閱讀:新興的離群點

挖掘方法 286

11.7.1 基於關聯的離群點挖掘 286

11.7.2 基於粗糙集的離群點挖掘 286

11.7.3 基於人工神經網路的離群點

挖掘 287

11.8 本章小結 287

參考文獻 288

第12章 時間序列方法 289

12.1 時間序列的基本概念 289

12.1.1 時間序列的定義 289

12.1.2 時間序列的組成因素 290

12.1.3 時間序列的分類 291

12.1.4 時間序列分析方法 292

12.2 平穩時間序列分析方法 292

12.2.1 移動平均法 293

12.2.2 指數平滑法 294

12.3 季節指數預測法 295

12.3.1 季節性水平模型 295

12.3.2 季節性趨勢模型 296

12.4 時間序列模型 296

12.4.1 ARMA模型 296

12.4.2 ARIMA模型 297

12.4.3 ARCH模型 298

12.4.4 GARCH模型 298

12.5 套用實例:基於時間序列的

股票預測 299

12.6 本章小結 303

參考文獻 303

第13章 智慧型最佳化方法 304

13.1 智慧型最佳化方法概要 305

13.1.1 智慧型最佳化方法的概念 305

13.1.2 在量化投資中的作用 305

13.1.3 常用的智慧型最佳化方法 305

13.2 遺傳算法 307

13.2.1 遺傳算法的原理 307

13.2.2 遺傳算法的步驟 308

13.2.3 遺傳算法實例 316

13.2.4 遺傳算法的特點 317

13.3 模擬退火算法 318

13.3.1 模擬退火算法的原理 318

13.3.2 模擬退火算法步驟 320

13.3.3 模擬退火算法實例 323

13.3.4 模擬退火算法的特點 329

13.4 套用實例:組合投資最佳化 330

13.4.1 問題描述 330

13.4.2 求解過程 330

13.5 延伸閱讀:其他智慧型方法 331

13.5.1 粒子群算法 331

13.5.2 蟻群算法 333

13.6 本章小結 334

參考文獻 335

第三篇 實踐篇

第14章 統計套利策略的挖掘與

最佳化 338

14.1 統計套利策略概述 338

14.1.1 統計套利的定義 338

14.1.2 統計套利策略的基本思想 338

14.1.3 統計套利策略挖掘的方法 339

14.2 基本策略的挖掘 340

14.2.1 準備數據 340

14.2.2 探索交易策略 340

14.2.3 驗證交易策略 341

14.2.4 選擇最佳的參數 342

14.2.5 參數掃描法 345

14.2.6 考慮交易費 346

14.3 高頻交易策略及最佳化 348

14.3.1 高頻交易的基本思想 348

14.3.2 高頻交易的實現 350

14.4 多交易信號策略的組合及

最佳化 352

14.4.1 多交易信號策略 352

14.4.2 交易信號的組合最佳化機理 354

14.4.3 交易信號的組合最佳化實現 355

14.5 本章小結 358

參考文獻 358

第15章 配對交易策略的挖掘與

實現 360

15.1 配對交易概述 360

15.1.1 配對交易的定義 360

15.1.2 配對交易的特點 361

15.1.3 配對選取步驟 362

15.2 協整檢驗的理論基礎 363

15.2.1 協整關係的定義 363

15.2.2 EG兩步協整檢驗法 363

15.2.3 Johansen協整檢驗法 364

15.3 配對交易的實現 365

15.3.1 協整檢驗的實現 365

15.3.2 配對交易函式 367

15.3.3 協整配對中的參數最佳化 369

15.4 延伸閱讀:配對交易的

三要素 370

15.4.1 配對交易的前提 370

15.4.2 配對交易的關鍵 371

15.4.3 配對交易的假設 371

15.5 本章小結 371

參考文獻 372

第16章 基於Wind數據的程式化

交易 373

16.1 程式化交易概述 373

16.1.1 程式化交易的定義 373

16.1.2 程式化交易的實現過程 374

16.1.3 程式化交易的分類 376

16.2 數據的處理及探索 377

16.2.1 獲取股票日交易數據 377

16.2.2 計算指標 381

16.2.3 數據標準化 388

16.2.4 變數篩選 389

16.3 模型的建立及評估 391

16.3.1 股票預測的基本思想 391

16.3.2 模型的訓練及評價 392

16.4 組合投資的最佳化 394

16.4.1 組合投資的理論基礎 394

16.4.2 組合投資的實現 398

16.5 程式化交易的實施 402

16.6 本章小結 403

參考文獻 404

第17章 基於Quantrader平台的

量化投資 405

17.1 量化平台概述 405

17.1.1 量化平台現狀 405

17.1.2 Quantrader量化平台的構成 406

17.1.3 Quantrader的工作流程 407

17.2 基於Quantrader平台的量化

實現過程 407

17.2.1 獲取交易數據 408

17.2.2 計算衍生變數 410

17.2.3 數據標準化 410

17.2.4 變數優選 410

17.2.5 訓練模型 411

17.2.6 策略回測 411

17.3 延伸閱讀:Quantrader平台

的拓展 412

第18章 基於數據挖掘技術的量化

交易系統 415

18.1 交易系統概述 416

18.1.1 交易系統的定義 416

18.1.2 交易系統的作用 416

18.2 DM交易系統總體設計 417

18.2.1 系統目標 417

18.2.2 相關約定 418

18.2.3 系統結構 418

18.3 短期交易子系統 419

18.3.1 子系統功能描述 419

18.3.2 數據預處理模組 419

18.3.3 量化選股模組 419

18.3.4 策略回測模組 420

18.4 中長期交易子系統 420

18.4.1 子系統功能描述 420

18.4.2 導入數據模組 421

18.4.3 投資組合最佳化模組 421

18.5 系統的拓展與展望 423

18.6 本章小結 423

參考文獻 424

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