JMSL 范例程序 　



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蒙地卡罗风险管理 >>
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猎食者 - 猎物微分方程 (常微分方程) >>
声波分析 (傅立叶变换) >>
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简介

JMSL 程序库完整的收集了数学、统计、财务、数据探勘(data mining)，以及绘图的类别 (Classes)，它是由 100% Pure Java 撰写。JMSL 是目前市面上唯一一套结合数学、统计以及绘图的 Java 程序库。

以下的 demo 将呈现出如何使用 JMSL 程序库很简单的建置各种功能，其中包含以下应用：
  • 时间序列数据分析
  • 统计资料分析
  • 蒙地卡罗模拟
  • Heat Map 图形
  • …以及其他

当您使用此范例时，您可以想象各种 JMSL 的特色与应用的可能性与以及这些功能如何能整合至大型的应用系统中。当您执行财物金融的范例程序时，您可以想见那些功能如何可以应用于其他领域、诸如：制造、研发、市场研究等等。

统计分析

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JMSL 程序库通常被应用于建置架构于统计方法上的应用程序。在此范例中的第一部份为随机数生成器，通常应用于密码运算、例如密码产生与 (challenge/response 协定)。第二部份为相关性视觉呈现。相关性是用来评量两个或多个变数间的关联性。最后一部份乃显示 Cohen's d 的统计值与图形。使用 JMSL 可确保模拟的正确性而不受贫乏的统计方法所影响。


投资组合优化

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投资组合优化的终极目的就是建立适当的投资摽的比例达成坐大的报酬与最低风险。效率前缘曲线将提供给投资者预期报酬相同时，相对上总风险最低的投资组合。在此范例中、由一般的股价数据构成四个指针。如果您有其他不同的四个指标，您也可获得经过风险调整过后的最佳投资组合。本范例展示如何可以容易的使用 JMSL 程序库进行计算、分析与绘制效率前缘曲线，以及如何自可能的投资组合中获得最佳方案。


Heat Maps

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Heat Maps 被广泛的应用于工业界与本范例中所提供的财务与生命科学领域。在本范例的财务金融 heat map 中，数据报含 NASDAQ 前100大公司股价。每一个矩形表示 NASDAQ-100 中的个别公司。绿色表示表示股价是上涨的、红色为下跌、白色为股价没有变动。Heat maps 可让您了解正在发展中的趋势。本范例中的第二个 heat map，是以微数组方式呈现基因的表现。每一个微小的矩形表示特定的基因，透过颜色来表示是否特定的基因为积极的反应 (红色) 或消极的 (绿色)。JMSL 程序库可用来开发需要以 heat map 呈现数据的 Java 应用程序。

丛集分析

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在许多领域中研究人员所面临的问题是如何将量测出来的数据组成有意义的架构，也就是分类。丛集分析的使用含括人类行为的分析、市场研究、消费行为与人口统计等。丛集分析并不是像传统的统计检定，它被应用于当先前假设不存在但是研究人员仍然在探究的阶段。使用 JMSL，丛集分析可以精确的将类似计量的数据分群。

预测

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JMSL 程序库能被快速的建立使用统计方法的应用程序来预测基于历史数据的时间序列。在此范例中我们预测变量未来的济价值。虽然在此范例中我们提供特定的时间数列包含香槟的每月销售量、每年的太阳黑子频率或原油的价格，诸如此类的分析能适用于许多不同类型的周期时间序列数据。使用者能重新设定信赖区间与预测等选限重新计算。您也可在图形中拖曳鼠标方大所选取的数据，或者重新选择不同的数据。对于未来的预测、历史周期性的时间序列数据是相当重要的，透过使用 JMSL 可实现此预测并进而增进研究与开发。

资料契合(fitting)分析

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数据契合分析被大量的应用于研发领域，用以建立关联性或彼此影响硬的关系。本范例展示如何使用 JMSL 开发 Java 应用程序；包含线性回归、variety of cubic splines, 非线性模式或使用 radial basis 的三维模式。事实上，本范例将此四个程序合而为一。在每一个程序中都会计算出最为合适的结果并呈现于图型中。您也可以加入或移除数据点来检视回归线的变化。当数据被加入或移除时系统会自动计算新的结果。JMSL 图形所提供的交互式功能可嵌入应用系统中的分析功能。


股价图形

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投资者总是想要知道他们所投资的股票目前状况如何。此外、当他们要进行交易与投资时；何时该买何时该卖更是所有问题中最首要的问题。本范例程序呈现使用 JMSL 显示与追踪您所有的投资组合是如何的容易。本范例中的股价数据乃取自 SP500 指数，无论如何您亦可自其他历史数据或实时数据中输入。节省时间就是您可获得的最大利益。您可以专注于分析的工作而将这些细部的数据处理就给我们。

蒙地卡罗风险分析

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蒙地卡罗模拟用来构建不确定模型以帮助管理商业风险。在模型中蒙地卡罗仿真可仿真不确定数据再据以检视不确定因素如何影响结果。本范例以 JMSL 提供达成目标的最佳与最差的范围以及最可能的结果。透过实际可能的数据，公司可以作出最正确的决定以面对未来可能发生的事件。本范例精准的呈现 JMSL 如何将其一流的分析能力与图形功能合而为一。


债券价格波动分析

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本范例程序展示如何应用 JMSL 的财金算法与图形功能计算并呈现债券随目前利率的改变所造成的波动状况。其中包含了美国国库券、及其不同的到期日与名目利率。当您选择债券时，JMSL 会计算出此债券与市场利率的波动状况。此范例中利用 JMSL 的财金函数进行计算并利用图形函数将结果呈现出来。这些计算是相当庞大的且是相当困难去计算众多的债券及其波动，透过此范例您可了解将数据读入 JMSL 与实时检视其结果是多么的容易。

猎食者 - 猎物微分方程 (常微分方程)

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本范例解决微分方程式。JMSL 可实时将结果呈现、您可充分体会其指令周期与功能。此猎食者与猎物微分方程乃用来计算兔子与狐狸的数量密度。您将发现随着时间演变狐狸会吃光兔子、 当兔子没有时、狐狸也会死亡。接着兔子再现整个流程又会重新呈现。本范例透过图形呈现 "the circle of life"。使用 JMSL，所有需要数值分析与图形呈现的问题都可以被整合至单一与整合的 Java 解决方案中。

声波分析 (FFT)

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本范例展示如何使用 JMSL 实现时间序列数据的频谱分析。这些讯号是录制自大提琴拉弓的弦音。将讯号转换为正弦波是相当普遍的。这是真实自然由人所制造的声音。在这些讯号中时域的信号波形是不重要的，重要的关键在于讯号的频率、时相与振幅。JMSL 可让您专注于想要进行更进一步分析的数据上。

人口统计分析

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人口的成长在某些地区与国家通常可被计算出具有某些 pattern 。地区中的年龄与性别结构通常隐含于其人口成长 pattern 中。倒金字塔图型表示人口负成长通常导因于许多因素，诸如：高死亡率、低生育率与增高的移民人口。金字塔图形显示高生育率、降低或稳定的死亡率，隐含人口快速成长。本范例程序展示如何简易的使用 JMSL 图形函式建置 Java 应用程序。人口统计的历史资料以条形图方式呈现。使用 JMSL，所有需要数值分析与图形呈现的问题都可以被整合至单一与整合的 Java 解决方案中。
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