Ok. r. 1000 notację cheironomiczną zastąpiła notacja diastematyczna, która określała wysokość dźwięków przez zróżnicowane wertykalnie rozmieszczenie neum in campo aperto (na polu bez linii), lub na liniach (w XI w. Guido d'Arezzo, wprowadził do pisma nutowego 4 linie). Nadal jednak nie określała ona stosunków rytmicznych. Istniały 2 typy graficzne notacji diastematycznej: neumy romańskie = nota quadrata (XII w. do dziś; na nich opiera się współczesna notacja chorałowa) i neumy gotyckie (XIII–XV w.). Oba te rodzaje notacji były używane do zapisu chorału gregoriańskiego, stanowiąc podstawę notacji chorałowej.
Notacja modalna i menzuralna Z notacji chorałowej wywodzi się notacja modalna, która rozwinęła się ok. r. 1175 w szkole Notre Dame ze znaków nota quadrata. Określała ona wyraźnie interwały między dźwiękami. Używała początkowo 2 przybliżone wartości rytmiczne, trójdzielne (perfectio – czyli doskonałe; troisty podział był uważany za doskonały przez analogię do troistej natury jednego Boga w trzech Osobach) i dwudzielne (imperfectio – niedoskonałe): długą (longa) i krótką (brevis). Notacja modalna opierała się na 6 schematach rytmicznych (modi), wzorowanych na starogreckich stopach metrycznych;