于给定的输入变化，取决于系统的当前状态或其参数值，这样的系统可以产生显着大于或小于输出的比例变化，甚至根本没有输出。复杂系统特别感兴趣的是非线性动力系统，它是具有一个或多个非线性项目的微分方程式。一些非线性动力系统，例如：劳仑次系统，可以产生一种称为混沌的数学现象。混沌应用于复杂系统，是指在初始条件的敏感依赖性，或复杂系统所能表现的「蝴蝶效应」。在这样的系统中，对初始条件的微小变化可导致戏剧性的不同结果。因此，混沌行为很难以数值模拟，因为在计算中间阶段的小舍入误差会造成模型产生完全不准确的输出。而且，如