A zenei ismeretek továbbadását serkentő forradalmi újjítást a XI. század első felében egy tehetséges olasz bencés szerzetes többszörös ötlete hozta el. Arezzói Guido (eredeti nevén Guido Aretinus, aki 992-1050 között élt) különös módszert alkalmazott, amely mindenhol hamar meghonosodott: a négyvonalas vonalrendszert, a hangjegyírást, valamint a szolmizáció bevezetését.
Zeneelmélet és kottaírás a középkorban
A szolmizációs rendszert azért alkotta, hogy segítségével rászoktassa az éneknövendékeket a biztos hangeltalálásra és a tiszta intonálásra. Az addig sokak számára ismeretlen, négyvonalas rendszerbe helyezte a kottajeleket. A napjainkban használatos ötvonalas rendszer csak a XVII. században fog állandósulni. A hangrendszerben bevezette és alkalmazta a hatfokú (úgynevezett hexachord) hangsort is, amelyet így ismerhetünk a hires szöveg alapján: ut-re-mi-fa-sol-la. A hangok nevét egy középkori, latin nyelvű himnusz egy-egy sorának első szótagja adta, kivéve a hetedik hangét:
Ut queant laxis | resonare fibris Mira gestorum | famuli tuorum, Solve polluti | labii reatum, Sancte Ioannes.
Magyarra lefordítva mindez ezt jelenti:
Hogy könnyült szívvel zenghessék hírét csoda tetteidnek a te szolgáid, oldozd föl a bűntől szennyes ajkakat, Szent János.
Később ezt a hangsort egészítették ki egy hetedik – si – hanggal, amely Szent János (Sancte Ioannes) nevének kezdőbetűiből származik, és mind a mai napig ezt használják az ének és zeneelmélet tanításban, a szolfézs alapjaként.
Arezzói Guido notációs reformja, amellyel egyszerűbbé vált az éneklés
A középkori hangjegyírás nem ismerte az ütemvonalat. Egyszerűen nem volt rá szükség, merthogy a szöveg adta a belső lüktetést. Ezért a zenét akkortájt folyamatosan írták. Eltűnnek a neumák és a szótagok is a vonalközökből, és helyettük hangjegyeket írnak nemcsak a vonalközökbe, de immár a vonalakra is. Guido bevezeti továbbá az F és a C kulcsot is a vonalrendszeren. A hangjegyek négyszög alakúak voltak, amelyek egyben értékükre is utaltak. Tempójelzés akkor még nem volt. A brevis egy tactus, ezt osztották szükség szerint, és így meg lehetett megállapítani a tempót is. (A tempójelzést csak 1600 körül vezették be.) A szüneteket vonással jelölték. Alapjául szolgált a pater noster kimondásának ideje. Ha a függőleges vonal csak egy vonalat metszett át, „pa”, ha kettőt, „pater”, ha hármat, „pater no”, ha négyet, akkor pedig „pater noster” kimondásának ideje a szünet mértéke.
Az idők folyamán más hangnemek is kialakultak: eol a-tól a-ig, ion c-től c-ig. Mindegyiknek volt „hypo” skálája is. Ez nem egyezik a dúrral és a mollal, mert csak finálisuk volt, dominánsuk nem. Miután a hangnemi rendszer kialakult, a Guido-féle rendszert kezdték megváltoztatni. Ut helyett do-t mondtak. A fent említett si hang is ekkor valósult meg.
A négyvonalas kottaírásban a hang magasságát a tercenként elhelyezkedő vonalak jelzik. A c-hangot a kulcs jelöli elől, a kottafejek és hozzájuk járuló egyéb jelek pedig bővebb tájékoztatást adnak a hang hosszúságáról, a dallam tagolásáról és némiképp még az előadásmódról is. Ezek pontok és vonalak révén adnak információt.
A négyvonalas rendszer szilárdult meg a gregorián éneklésben. Manapság is négy vonalon írják, és olvassák le a gregorián dallamokat, azóta semmi sem változott etéren.
A pomposai származású bencés szerzetes vonalrendszeres kottával leírt antifonáléjának prológusában felhívja az olvasó figyelmét arra, hogy míg korábban egy ismeretlen dallam betanulásához elengedhetetlen volt az énekmester folyamatos jelenléte és a hosszadalmas gyakorlás, az új metódussal a könyvből is meg lehet tanulni a dallamokat, és az elhúzódó énekstúdiumok helyett az iskolásoknak több idő juthat fontosabb dolgokra, mint például a zsoltároskönyv tanulmányozására.
A XIV-XV. században Európa szellemi arculata és vele együtt a zenei ízlése, gondolkodásmódja is megváltozott. Könyves Kálmán uralkodása idején, 1114-ben megtartott esztergomi zsinat kimondta határozatbanː „A templomban semmi se olvastassék vagy énekeltessék, amit a zsinat jóvá nem hagyott”, és ennek megismétlése, a Kun László alatt tartott 1279-es budai zsinaton azt bizonyítja, hogy már a 11–12. században virágzott a magyar nép között a templomi ének. Viszont Váradtól eltérően szép számmal voltak olyan egyházi központok is Európában, melyek nem vették át a hangról-hangra követhető írást, hanem a hagyomány szent nevében megmaradtak a bizonytalan, neumatikus jellegű írásmódnál.