Очевидно, что в большинстве случаев структурного синтеза вместо нереализуемого явного представления всего множества проектных решений задают множество элементов и совокупность правил объединения этих элементов в допустимые структуры (проектные решения).

Эти множества элементов и правил часто представляют в виде формальной системы (исчисления), т.е. задача синтеза имеет вид

где — алфавит исчисления (алфавит представлен базовыми элементами, из которых синтезируется структура); — подмножество выражений, называемых формулами исчисления и получаемых на основе синтаксических правил (или множество слов, не совпадающих с буквами алфавита и служащих для обозначения переменных); — множество аксиом исчисления, под которыми понимаются задаваемые исходные формулы (слова) в алфавите (например, соответствия функций и элементов); — множество правил вывода новых формул в алфавите из аксиом и ранее выведенных корректных формул. Каждую формулу можно интерпретировать как некоторую структуру, поэтому синтез — это процесс вывода формулы, удовлетворяющей исходным требованиям и ограничениям.

Другие примеры компактного задания множества альтернатив через множества и связаны с использованием систем искусственного интеллекта, в которых есть база данных, — база знаний, или эволюционных методов, в которых — также база данных, — множество эвристик, последовательность применения которых определяется эволюционными и генетическими принципами.