Для моделирования систем с несколькими входами и выходами используются различные математические модели, например:

• Детерминированные модели. 1 Для представления систем, функционирующих в непрерывном времени, используются дифференциальные, интегральные, интегродифференциальные и другие уравнения. 1 Для систем в дискретном времени — конечные автоматы и конечно-разностные схемы. 1
• Стохастические модели. 1 При учёте случайных факторов для представления систем с дискретным временем используются вероятностные автоматы, а для систем с непрерывным временем — системы массового обслуживания. 1
• Модели в пространстве состояний. 2 Включают набор переменных входа, выхода и состояния, связанных между собой дифференциальными уравнениями первого порядка, записанными в матричной форме. 2
• Сети Петри. 14 Применяются для анализа причинно-следственных связей в сложных системах, где одновременно параллельно протекает несколько процессов. 1