Добавлен: 28.11.2018
Просмотров: 8366
Скачиваний: 76
Тема 8: Расчет дохода от вложенного капитала
Самым разным людям — финансистам, биржевым дельцам, банкирам и даже обыкновенным труженикам, вроде казначея пенсионного фонда Тимстеров, — хотелось бы знать, какой доход принесут им вложенные средства. Если деньги лежат на срочном вкладе, то особых сложностей не возникает, ибо банки в каждом рекламном проспекте трубят о своих процентах. Даже если ваши средства вложены в облигации, по которым не только выплачиваются проценты, но которые можно впоследствии еще и с выгодой продать, то, чтобы определить свой доход, достаточно взять разницу курсовой стоимости облигаций, прибавить проценты, и вы получите сумму, которую должен выплатить банк. Результатом этих вычислений, если их выразить в процентах годовых, приносящих при условии непрерывного их начисления известную прибыль, является инвестиционный доход.
Ситуация, однако, не столь проста, если инвестиции связаны, скажем, с инвестиционным фондом, счетом капитала или небольшим собственным делом, когда имеют место нерегулярные поступления и платежи и текущие показатели меняются изо дня в день. Хорошим, в этом смысле, примером служит инвестиционный фонд. Действительно, новые акции могут приобретаться по рыночной стоимости в любой момент, а купленные ранее акции точно так же могут сбываться; в процессе функционирования фонда дивиденды все время меняются (и даже исчезают), однако, как правило, вкладываются в дополнительные акции; и наконец, стоимость акций фонда ежедневно меняется по мере того, как меняется курс лежащих в его основе ценных бумаг. Было бы, конечно, здорово сравнить доход, получаемый со срочного вклада, с той радужной перспективой, которую обещают проспекты инвестиционных фондов, не забывая, само собой, о том, что обычно доход пропорционален риску.
К счастью, для таких случаев имеется формула расчета дохода. Формула, к сожалению, не в замкнутом виде, а итерационная.
Предположим, что А — текущая величина инвестиций, что существует m операций с капиталом, причем i-я операция производилась на сумму Pi (отрицательные значения указывают на изъятие капитала) и имела место Ti лет назад, и пусть первоначальная оценка ожидаемого дохода Y0 полагается равной нулю. Итак, определим при j > 0 величины
и
Тогда наилучшая оценка дохода Yj дается формулой
Yj = Yj−1 + Cj/Dj
Как только разность
|Yj − Yj−1|
станет достаточно малой, величина дохода считается найденной.
Таблица 8.1. Запись реальных инвестиций. Даты представлены в виде: месяц/число/год.
|
Дата |
Величина инвестиции |
Сумма операции |
|
3/11/71 |
$0.00 |
$68.26 |
|
5/ 4/71 |
73.75 |
50.00 |
|
6/ 4/71 |
114.82 |
75.00 |
|
8/ 9/71 |
170.66 |
50.00 |
|
9/ 7/71 |
229.41 |
54.00 |
|
10/ 4/71 |
282.97 |
50.00 |
|
10/ 8/71 |
326.02 |
4.31 |
|
12/ 8/71 |
328.11 |
50.00 |
|
1/ 1/72 |
391.65 |
0.00 |
|
21 4/72 |
413.42 |
50.00 |
|
8/ 1/72 |
471.35 |
0.00 |
|
10/ 5/72 |
440.83 |
7.72 |
|
10/ 5/72 |
448.55 |
4.14 |
|
10/ 2/73 |
398.36 |
4.80 |
|
1/ 2/74 |
330.74 |
0.00 |
|
6/ 7/74 |
360.97 |
-200.00 |
|
10/ 3/74 |
180.42 |
50.00 |
|
3/13/75 |
253.96 |
-200.00 |
При изучении табл. 8.1 обратите внимание, что величина А получается суммированием среднего и правого столбцов таблицы. Например, для третьей строки А = 189.82 долл., P1 = 68.26 долл., Р2 = 50.00 долл., Р3= 75.00 долл., a T1 ≃ 85/365, Т2 ≃ 31/365, Т3 = 0. Заметим также, что для каждой строки таблицы оценка Y0 считается равной нулю и что расчет дохода для любой текущей даты не зависит от величины доходов в предшествующие времена.
Тема. Напишите программу вычисления дохода от вложенного капитала. Исходные данные представляют собой записи о проведенных операциях, в каждой из которых указываются дата, сумма операции и величина инвестиции на день проведения операции без учета последней. Предполагается, что информация упорядочена по времени. Программа должна проверить, не нарушен ли хронологический порядок следования данных и нет ли где-нибудь изъятия средств, превышающего текущий счет. Программа должна отпечатать аккуратную таблицу платежных операций. При этом для каждой операции в выводимой строке должны быть указаны дата ее проведения, сумма инвестиций до операции, объем операции, сумма инвестиций после операции, доход на день проведения и сумма всех поступлений и платежей на текущий день. Каким именно образом обозначить конец вводимой информации — решать самому программисту, а вот равенство нулю суммы операции является удобным способом выяснения величины текущего дохода. Если у вас нет собственных инвестиций и вы не можете раздобыть Wall Street Journal, тогда исходными данными для программы, быть может не вполне удачными, зато реальными, может служить табл. 8.1.
Указания исполнителю. В рассматриваемой задаче существует интересный побочный вопрос. Даты проведения банковских операций задаются в обычном виде: месяц/число/год. А для решения задачи требуется иметь отрезки времени Ti, прошедшие после операции, выраженные в годах. У банкиров и юристов имеется несколько способов определения момента времени, когда прекращается начисление процентов на деньги (подозревают, что метод расчета зависит от того, кто кому должен). В программе достаточно вычислять годы в виде вещественных чисел с учетом високосных лет, предполагая, что все даты лежат в диапазоне от 1900 до 1999 включительно. Вообще говоря, перевод дат из одного календаря в другой может оказаться отнюдь не простым делом.
Тема 9: Избыточность текста и сжатие файла
Все знают, что большинству людей свойственно излишнее многословие. Гораздо менее широко известно, что даже самые лаконичные высказывания можно было бы значительно сократить. Вообще, естественные языки отличаются чрезвычайной избыточностью. Даж есл нсклко бкв вбрсть, эт прдлжн ещ мжн прчть. Языки, используемые для вычислений, обладают той же особенностью. Для экономии памяти компьютера, объем которой ограничен, имеет смысл ликвидировать избыточность текста.
Существует несколько способов уплотнения текста. Самый очевидный из них — поиск различных по длине цепочек из одной повторяющейся литеры. Такая группа может быть заменена тройкой литер mcn, где m обозначает признак повторения, специальную литеру, не используемую нигде в тексте для других целей, с — сама повторяющаяся литера и n — длина цепочки. Один такой триграф экономит n — 3 литер, причем значение n не может превышать максимального числа, представимого в поле одной литеры. Описанный способ обработки весьма неплохо оправдывает себя для текстов, содержащих длинные цепочки повторяющихся литер, например длинные цепочки пробелов, характерных для большинства программ. К сожалению, этот прием не столь хорош для других текстов, поскольку большинство данных не отличается такой же строгой формой записи, как программы.
Второй способ основан на том, что в различных системах кодировки литер, применяемых на ЭВМ, большинство литер практически не используется (из 256 литер обычного 8-разрядного кода, как правило, употребляется лишь около 100). Сначала в тексте отыскиваются наиболее распространенные диграфы, и каждому из них ставится в соответствие одна из не используемых в тексте одиночных литер. Уплотнение текста производится при просмотре его слева направо путем последовательной замены выявленных диграфов их однолитерными эквивалентами. При этом может быть достигнута значительная экономия, поскольку, например, 150 наиболее часто встречающихся диграфов уже составляют большу́ю долю текста на естественном языке. И если не ставить целью слишком высокую степень уплотнения текста, можно написать довольно эффективные программы кодирования и декодирования, работающие с машинным представлением литер.
Однако существуют все же определенные трудности. Кто сказал, что наиболее часто встречающиеся диграфы в английском тексте должны быть теми же, что и во французском, или в наборе файлов, содержащих почтовые адреса, или в тексте на Алголе? А если даже это и так, то как насчет триграфов, квадриграфов или более длинных групп? Ведь более длинные группы, даже если они и реже встречаются, дают большую экономию, а бывает, что определенный фрагмент появляется в большом куске текста намного чаще, чем можно было бы ожидать. И, возвращаясь назад, как подсчитать частоты появления диграфов?
Ответ на все эти вопросы содержится в третьем подходе к решению исходной задачи. Вместо того чтобы употреблять некоторый, заранее заданный набор кодировок, можно на ходу генерировать кодовый словарь, используя непосредственно текст, подлежащий сжатию, или выборку из него. Поскольку при этом каждый элемент текста будет участвовать в создании своего собственного словаря, исчезнут трудности, вызванные неудачными аббревиатурами. Теперь нам надо найти способ построения такого словаря.
Опишем наш план действий в общих чертах. Начинаем с пустого словаря. Текст просматриваем слева направо. Ищем в словаре гнездо возможно большей длины, совпадающее с головной частью текста, и увеличиваем счетчик частоты соответствующего гнезда словаря. Если совпадений цепочек нет, образуем новое гнездо словаря и помещаем туда первую букву текста. Вычеркиваем обработанную цепочку из начала текста и начинаем просмотр заново. При обстоятельствах, поясняемых ниже, иногда два гнезда словаря соединяются в одно, образуя цепочку большей длины — процесс укрупнения гнезд. Когда словарь переполняется, производим его чистку, удаляя наиболее редко встречающиеся гнезда, и продолжаем просмотр. После того как частоты встречаемости гнезд словаря стабилизируются, вводим таблицу кодировок и, взяв исходный текст, полностью его кодируем.
В предложенной схеме есть два невыясненных момента: каким образом происходит укрупнение гнезд словаря и как осуществляется его чистка? Укрупнение двух гнезд словаря производится в случае, когда одно из них следует в тексте непосредственно за другим и частоты обоих гнезд превышают некоторое пороговое значение. При этом, чтобы новое гнездо словаря не подвергалось ближайшей чистке, ему может быть приписана начальная частота несколько выше обычной. Таким образом, если в словаре уже имеются, например, цепочки КОН и ТАКТ, то при условии, что содержимое их счетчиков достаточно велико, может образоваться новое гнездо словаря, содержащее цепочку КОНТАКТ. Что лее касается чистки словаря, то существует простой способ — удалять все те гнезда, значения счетчиков которых меньше среднего. Можно действовать и иначе — выбрасывать все гнезда, частота которых ниже медианы частот. Годятся и другие, подобные этому способы.
Алгоритм построения словаря
В приводимом алгоритме предполагается, что построение словаря производится с помощью некоторой выборки из текста, подлежащего сжатию. Для алгоритма существенны все литеры текста, и если табуляция, концы строк и другие аналогичные элементы имеют значение, то в тексте должны присутствовать соответствующие управляющие литеры. Предполагается, что в начале работы словарь пуст. В начальный момент переменная last match содержит пустую цепочку, а переменная last count имеет значение, равное нулю.
1. Ищем в головной части входного текста возможно более длинную цепочку match, совпадающую с каким-нибудь гнездом словаря. Если переменная match пустая, засылаем в нее первую литеру входного текста, помещаем в свободное гнездо словаря и устанавливаем начальное значение счетчика этого нового гнезда равным единице. Если цепочка match не пустая, увеличиваем на единицу счетчик соответствующего гнезда словаря. Содержимое счетчика этого гнезда записываем в count.
2. Если либо count, либо last count меньше значения порога укрупнения гнезд, то переходим к шагу 4. Порог укрупнения определяется как отношение максимально допустимого объема словаря к числу оставшихся в данный момент свободных гнезд.
3. Образуем новое гнездо словаря путем объединения цепочек last match и match. Поскольку данное гнездо словаря возникло впервые, засылаем в его счетчик единицу. Можно применить и другие стратегии.
4. Если в словаре остались свободными менее двух гнезд, производим чистку, удаляя все гнезда с частотами меньше медианы частот. При этом, если окажется, что исключилось гнездо, содержащее match, устанавливаем count равным нулю.
5. Вычеркиваем match из начала входного текста. Если текст исчерпан, то алгоритм работу заканчивает — выход. В противном случае помещаем last match в match, пересылаем last count в count и возвращаемся к шагу 1.
Кодирование и декодирование
Как только построение словаря завершилось, необходимо составить таблицы для кодирования и декодирования. Образуем все возможные диграфы, начинающиеся с литеры, которая нигде в тексте не используется. Исключим из словаря все гнезда, состоящие из одной или двух литер (их уплотнение экономии дать не может). Упорядочим оставшиеся цепочки по частоте встречаемости. Поставим в соответствие гнездам словаря полученные выше кодирующее диграфы, начиная с гнезд, имеющих наибольшую частоту. Формирование таблицы кодировок завершается по исчерпании гнезд словаря или набора диграфов.
Процесс кодирования текста подобен процедуре построения словаря. На каждом этапе головная часть входного текста проверяется на совпадение в возможно большем числе позиций с гнездами словаря. Совпавшая цепочка заменяется в тексте соответствующим кодирующим диграфом, и начало просмотра входного текста сдвигается на длину выделенной цепочки. Если же в словаре не найдено нужного гнезда, в выходной текст просто переносится первая литера из головной части входного текста и начало просмотра перемещается вправо на одну позицию. Декодирование осуществляется путем простой замены кодирующих диграфов их эквивалентами из словаря.
Тема. Напишите программу, реализующую описанные выше алгоритмы построения словаря, кодирования и декодирования. Проверьте программу на достаточно больших фрагментах текста на естественном языке и языке программирования. Коэффициент сжатия данного куска текста определяется как частное от деления суммы длин сжатого текста и словаря на дайну исходного текста. Проведите небольшое исследование зависимости коэффициента сжатия от какого-нибудь из следующих параметров: языка уплотняемого текста; объема используемой для упражнения выборки из текста; длины словаря при его построении; имеющегося количества кодирующих диграфов или применимости словаря, полученного на основании одного текста, для другого текста на том же языке.