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1 网络化数字化环境下学术信息的开放存取
开放存取先导对开放存取是这样定义的：所谓开放存取（Open Access，OA），是指通过公共网络可以免费获取所需要的文献，允许任何用户读取、下载、拷贝、分发、打印、检索以及获取在线全文信息，支持爬行器收获并建立本地索引，支持用于法律允许的其他目的（不包括商业、法律、技术贸易壁垒方面的应用），惟一的限制是复制与发行[1]。开放存取包括两层含义：一是指学术信息免费向公众开放，它打破了价格障碍；二是指学术信息的可获得性，它打破了使用权限障碍。开放存取服务包括多种类型，如在线文档发布、科学家与研究组内部的直接交流、通过电子邮件的自由辩论、讨论组及相关服务、搜索引擎的索引与检索服务、第三方集成检索服务等。促成开放存取机制的建立有多方面的因素。
（1）基于传统出版方式的学术交流模式面临越来越多的挑战。①科研成果迅速增长使有限的印刷出版能力变得愈加不适应，用户无法忍受印刷出版过长的滞后性。②印刷型期刊及其电子版本的价格不断攀升，加重了图书馆经费预算的困难。③由谁负责保存数字化学术成果资料的问题变得越来越不确定。④基于印刷型文献的学术交流具有内容单一、出版周期长、流通渠道不畅、可获得性差（如付费使用）等缺点，影响了信息的正常交流。
（2）网络环境下科学研究呼唤新的学术交流机制。①研究机构需要保存自己产生的知识信息及知识产权，包括尚未在期刊上发表的知识。②科研人员希望能全面、准确、及时地获取最新的科研进展、成果与思想。③科研机构希望扩大自己研究成果的影响力。
（3）网络环境下科研人员信息交流存在很多障碍。如网络平台、媒体类型、信息格式处理与转换等技术障碍，学术信息搜索、获取、服务等管理障碍。
针对以上问题，人们提出了开放存取机制。它通过建立机构数据仓库系统，借助先进的信息组织与知识管理技术，收集机构内部产生的各种学术信息，以网络方式出版、发布，建立开放存取联盟，辅助功能强大的搜索引擎揭示服务、联邦检索服务等，最大限度地推动科研成果信息的传播与交流，使科研人员可以及时、方便、快捷地获取所需要的信息。
2 开放存取——网络时代学术信息交流的新模式
开放存取思想迎合了网络时代信息交流的特点，开创了一种新的。高效的交流模式。目前对开放存取的研究，呈现出蓬勃发展的势头。
（1）布达佩斯开放存取先导（Budapest Open Access Initiative，BOAI）。为解决学术成果出版、发布问题，促使学术信息在因特网上广泛自由使用，OSI（Open Society Institute）于2001年12月布达佩斯会议上提出了开放存取的思想并创立了BOAI。BOAI包括两个主要目标：一是建立学术信息自管理系统（Self-Archiving）[2]，即通过建设研究机构数据仓库（Institutional Repositories），搜集、组织、保存、发布机构内生产出的知识信息，并向全社会提供免费的共享服务。二是建立开放存取期刊（Open-Access Journals，OAJ），BOAI通过要求作者放弃稿费的方式，保证期刊免费向社会开放；通过要求作者拥有著作权或将其转让给出版者的策略，保证著作在网络环境下开放存取的合法性；通过建立专家评审制度，保证开放存取期刊论文的质量。
（2）相关研究项目。开放存取运动吸引了众多组织机构，如美国国会图书馆，Harvard Virginia Tech，Loas Alamos，Comell大学，CNI（Coalition for Networked Information），NSF（National Science Foundation）.Mellon基金会等，著名的研究项目有SHERPA，Scix，Dspace、Eprints等。①SHERPA（Securing a Hybrid Environment for Research Preservation and Access）从技术、管理以及文化角度，研究网络出版数据库的建设问题，包括知识产权保护（IPR）、文献质量控制、开放存取、互操作以及网络出版资源的保护等[3]。②SciX利用商业过程分析技术，调查当代商业出版模式特点，提出适合科学交流需求的新的商业模式。③Eprints是英国Southampton大学设计的、面向研究机构学术信息的开放存取系统，它兼容OAI技术，使学术信息更容易被获取，目前已经有132家用户。④Dspace是美国麻省理工学院（MIT）和HP公司联合开发的一个开放源码系统，它实现了对大学科研智力成果信息的获取、发布、永久性保存以及开放访问服务。它采用数字对象技术，实现对文本、音频、视频、图像等多种信息的存储与内容管理：采用OCLC的OAICAT技术，实现对OAI-MHPv2的兼容；采用CNRI的Handle系统来建立惟一标识符框架。⑤其他项目还有Fedora、CARL等[4]。
（3）开放存取期刊。开放存取期刊发展的一个显著特征是：传统出版商纷纷加入到开放存取期刊行列。2003年5月12日，在OSI（the Open Society Institute）的支持下，Lund大学图书馆与SPARC（The Scholarly Publishing and Academic Resources Coalition）联合创建了DOAJ（Directory of Open Access Journals），其宗旨是增加开放存取学术期刊的透明性、可用性、易用性，提高期刊的使用率，扩大学术成果的影响力，现有开放期刊1072种。2003年10月22日，德国中心研究院与其他几个研究院联合发表了“柏林宣言”，宣布将自己的科学发现提供给开放存取工程，并鼓励在科学出版领域推行开放存取机制[5]。2003年11月3日，英国牛津大学出版社宣布与牛津大学图书馆合作参加SHERPA项目，允许全球科研人员在线免费搜索访问2002年以来牛津大学作者出版的学术论文。斯坦福大学的High Wire出版社将其出版的期刊提供全文免费网络服务，截止到2004年5月2日已开放全部1741023篇论文的716615篇，被称为全球最大的免费全文学术论文数据库。
（4）当前开放存取研究工作的特点。①得到了广泛重视，很多国家纷纷建立自己的开放存取研究项目，国际化开放存取组织开始出现，并在数据库的互操作、组织管理、协调指导以及未来发展趋势等方面展开研究。②内容覆盖众多学科，既有综合性的资源数据库，又有专门的学科数据库；地域上覆盖面广，形成了全球化的发展趋势。③形成了一定规模的在线文献，并表现出迅猛的增长势头。④网络出版文献质量不断提高，老牌大型检索工具（如CA、SCI）开始收录网络出版文献，并且收录量迅速增加，如ArVix被SCI收录的论文已经超过10万篇。⑤开放存取系统与相关信息系统的集成引发一系列新的研究热点，如与图书馆系统的集成使多种媒体信息类型管理与显示、新的数字对象元数据标准等成为研究热点，与Portal的集成则侧重Web内容管理的研究，而研究机构数据仓库系统之间的集成以及开放存取联盟的建立，使元数据收获、联邦检索成为研究的焦点。
3 开放存取实现方式
3.1 基于OAI的开放元数据机制
OAI（Open Archive Initiative）对开放存取产生了深远的影响，它最初起源于电子出版界的互操作项目，目的是开发并推广开放互操作协议标准，实现高效的信息交流与传播。因为元数据格式过多，系统间互操作时元数据格式转换和匹配是一个很大的障碍，为此，OAI指定DC作为统一的元数据标准，并以此作为系统的统一元数据接口规范。在开放存取方面，OAI将资源与服务分离，提出数据提供者、元数据收获与服务提供者的组织机制（体系结构见图1）。
图1 基于OAI开放存取机制
数据提供者的主要目标是开放自己的数据，系统遵循OAI标准，建有标准元数据访问接口，支持基于OAI-PMH的元数据收获。著名的系统有arXiv、CogPrints、Virginia Tech大学学位论文数据库ETD Individuals等。
服务提供者提供两种检索服务，即联邦检索（Federate Search）与集中检索。联邦检索采用同步方式，将用户检索请求同时提交给多个OAI数据源，各个数据源独自进行检索操作，并返回检索结果。集中检索利用OAI收获器，将分散的OAI资源元数据收获到本地，并建立本地存储、索引系统，提供集中的检索和全文链接服务。著名的服务提供者有Southampton大学的Eprints，Old Dominion大学的ARC，OCLC的OAICat和FS Consulting的my.OAI等。
元数据收获实现数据提供者与服务提供者之间的协议解释与转换。收获器遵循OAI-PMH协议，以POST或GET方式将OAI请求提交给数据提供者；数据提供者对请求进行处理后，返回XML格式的文档信息；收获器对XML文档进行解析后，生成本地存储格式的数据，并建立本地索引，提供集中检索服务。
3.2 基于DOI的永久性保存与利用机制
开放存取的一个重要目标是学术资源永久性保存和利用。为实现这一目标，需要为每个资源分配一个永久性的、惟一的标识符，又称数字对象标识符（Digital Object Identifier，DOI）。用户通过DOI可以在任何时候，惟一获得指定的信息对象，从而保证用户创建的书签、个性化链接等信息永久有效。DOI管理系统一般包括5部分：命名域（namespace）、惟一标识符、命名机构（Naming Authority）、命名登记机构（Registry）、地址解析系统（Resolution System）[6]。当前，在采用DOI管理框架的开放存取系统中，Dspace具有一定的代表性。
Dspace利用CNRI Handle System创建全球惟一的对象标识符，尽管CNRI的Handle系统没有在IETF（Internet Engineering Task Force）注册，但它与IETF的URN（Uniform Resource Name）规范完全兼容。一个Handle系统包括3项主要功能，即Handle的分配、管理与解析。Dspace采用Handle系统为每个信息条目（item）、资源集（Collection）和社区（Community）创建永久性标识符。为实现Handle的创建与管理，每个使用Dspace网站都必须从CNRI获得一个Handle前缀，在指定前缀下为自己的资源分配标识符，以保证标识符的惟一性。Handle标识符有两种表现形式：
hdl：1721.123/4567
http：//hdl.handle.net/1721.123/4567
这两个标识符指向同一个资源。第一种方式适合描述物理存放位置永久不变的资源，它需要使用专门的客户端软件（Handle Resolver）对Handle进行解析；第二种方式将Handle包装成URL形式，再通过代理服务器将URL映射为本地具体资源。Dspace采用第二种方式，它更易于Web浏览器的兼容，同时可以充分利用HTTP协议支持URL重定向的特性，当资源在长久保存过程中存放位置发生变化时，通过重定向机制，用户仍然可以找到该Handle初始指向的资源。
3.3 基于搜索引擎的开放存取机制
搜索引擎是网络环境下学术交流的重要渠道。一个信息资源是否在搜索引擎的覆盖范围内，将决定它的利用率，进而决定该信息、内容的影响力。目前，大部分学术文献还不能达到它应有的影响力，因为它们作为动态资源被存储在数据库中，对搜索引擎是不透明的。基于搜索引擎的开放存取就是要打破传统搜索引擎的限制，让普通搜索引擎能够对数据库内学术资源（Deep Web）进行爬行、下载、索引，并提供广泛的检索服务。Old Dominion大学DP9项目专门研究如何将数据库中的资源贡献给搜索引擎。
DP9是一个开放源码的研究项目，它通过建立一个专门的爬行器网关，采用重定向机制，实现了通用搜索引擎（如Google）对OAI数据库资源的爬行、下载、索引与检索服务（体系结构见图2）[7～8]。DP9包括3个组件：URL包装器（URL Wrapper）、OAI处理器（OAI Handler）、XSLT处理器（XSLT Processor）。其工作原理是：①URL包装器从搜索引擎接受URL请求，调用内部的JSP/Servlet应用模块对URL进行包装，将包装后的请求信息转给OAI处理器；②OAI处理器代表爬行器向OAI数据库发出OAI请求，并返回XML格式的结果信息；③利用XSLT处理器，将XML格式的结果信息转换为HTML格式，响应搜索引擎的请求。DP9为每个OAI数据库定义一个爬行器入口网页（entry page），爬行器通过该网页中的链接就可以爬行到OAI数据库中的所有数据。
图2 DP9体系结构
3.4 基于Web Service的开放存取机制
在开放学术信息交流环境下，Web Service是指由研究机构发布其在线信息服务项目，允许其他机构、合作伙伴以及终端用户通过因特网开放搜索、识别、获取以及动态调配这些在线服务，实现服务层次上的资源共享与互操作。网络服务的核心内容是元数据登记机制，登记规范内容包括系统元数据、UDDI（Universal Description，Discovery，and Integration）、数据库目录（如相关的DBMS/SQL）、XML知识库、相关工具、应用部件、Ontology等。网络服务登记系统应包括3项基本功能：网络服务规范描述与登记、存储管理以及服务发现与调用等（体系结构见图3）[9]。
图3 基于Web Service的开放存取模式
（1）对网络服务的描述。采用WSDL规范对登记的网络服务进行描述，包括服务提供机构信息（如地址、名称、联系方式）、地点信息（如URI）、数据交换模型（响应/请求、请求/响应、单向、多向广播等）、输入/输出信息类型（是面向文档的还是面向过程的）、服务所在位置（服务提供端点）、信息格式、错误信息等。为实现网络服务的搜索、定位，要求登记服务的调用接口必须遵循UDDI规范，并将服务描述信息在UDDI集成与发现系统中注册。
（2）存储管理。被提交到服务登记系统的网络服务一般采取等级式结构存储方式，包括四级结构：服务登记机构、服务提供机构、一组相关网络服务集合以及网络服务。其中，网络服务是四级结构的基本单元，用UDDI的tModel元素描述。相关的分类标准有Standard Industry Code、United Union/Standard Product and Services Classification等[10]。
（3）网络服务发现与调用。公共用户利用UDDI实现对网络服务的检索、发现，获取相关的URL信息，并通过WSDL的解析，实现对具体机构数据仓库系统提供服务的调用。在知道网络服务内容的情况下，用户也可以直接向服务登记系统发出请求，调用相关服务，获取结果信息。
4 开放存取面临的挑战
开放存取代表着未来信息交流的发展方向，作为新生事物，它也面临众多挑战。
（1）技术问题。包括：①适合海量存储与开放访问的IT基础设施建设问题。②如何建立多级的、全球化的联邦信息组织与服务体系结构。③如何构建适合e-science、Open Grid发展需要的信息服务模式。④如何突破单一的、静态的信息组织方式，建立复合的、动态的数字对象管理体系，实现知识管理与语义检索服务。⑤技术标准问题。⑥知识产权保护技术问题等。
（2）管理问题。包括：①如何处理作者、出版者、用户和图书馆员等多种角色之间的关系。②如何确立传统期刊向开放存取期刊过渡策略与方法，在不收订购费与访问费的情况下，如何解决网络出版的经费问题。③如何制定网络出版的质量控制策略，特别是如何建立行之有效的、跨机构的评审联盟制度等问题。
（3）知识产权问题。①如何解决传统出版模式向网络出版过渡期间知识产权划分的问题。②网络出版模式下，知识产权的表现形式是什么，如何指定相应的管理策略，如何保护产权人利益等问题。