В начале XI века музыкант и теоретик Гвидо д'Ареццо (Аретинский) (около 992 – около 1050) произвёл переворот в системе записи, доведя число линий до четырех. Гвидо д'Ареццо является реформатором церковного пения, изобретателем нотного стана и сольмизационных слогов.

Невмы стали располагать на четырёх линиях и между ними, что гораздо точнее и подробнее обозначало высоту звуков. Все четыре линии были объединены в единую систему, ставшую прообразом современного нотного стана, а буквенные обозначения высоты линий постепенно трансформировались в ключи – условные графические знаки, определяющие высоту расположенных на нём нот.

Вид ключа был связан с латинской буквенной нотацией. Ключ обозначает размещение одной из нот на конкретной линии, относительно которой отсчитывается расположение всех остальных нот. Исторически сложилось три типа ключей, которые и сегодня используются в классической пятилинейной нотации: ключ «соль», ключ «фа» и ключ «до». Внешний вид ключей представляет собой видоизмененное изображение рукописных латинских букв – G, F, и С.

Пытаясь облегчить певцам запоминание звуков, Гвидо д'Ареццо применил начальные слоги шести строчек популярного в то время гимна Иоанну, написанного монахом Павлом Диаконом в честь апостола Иоанна (он считался покровителем церковного пения) для обозначения шести ступеней гаммы (гексахорда) – Ut, Re, Mi, Fa, Sol, La. Тем самым он заложил основы так называемой сольмизационной теории, господствовавшей затем в певческой практике до XVIII века.

Позднее слог Ut заменили на слог Do. Появилось название еще для одного звука – Si (образовано из первых букв словосочетания Sancte Iohanne – «Святой Иоанн»).