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DOI的编码方案（即美国标准ANSI/NISO Z39.84-2000）规定，一个DOI由两部分组成：前缀和后缀，中间用“/”分割。前缀与后缀的字符长度没有任何限制，因此理论上DOI编码体系的容量是无限的。
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DOI前缀由两部分组成，一是目录代码，所有DOI的目录都是10.，即所有DOI代码都以10.开头；二是登记机构代码，任何想登记DOI的组织或单位都可以向IDF（国际DOI基金会）申请登记机构代码。登记机构代码的分配也是非常灵活的，例如一个出版商可以为其所有的信息资源只申请一个前缀，也可以为其数字图书、音像制品各申请一个前缀。
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DOI后缀是一个在特定前缀下的唯一后缀，由登记机构分配并确保其唯一性。后缀可以是任何字母或数字，其编码方案完全由登记机构自己规定。后缀可以是一个机器码，或者是一个已有的规范码，如ISBN或ISSN。
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