请详细解释操作系统中的进程同步与互斥概念，并给出实际应用中的一个例子。

在操作系统中，进程同步与互斥是管理多个进程对共享资源访问时所必须解决的问题。进程同步指的是多个进程因为相互协作共享资源或数据时，需要按照一定的顺序来执行，以保证操作的有序性和数据的一致性。进程互斥则是指当多个进程需要访问同一资源时，应该保证一次只有一个进程可以访问，避免数据混乱或不一致的问题。为了实现这些目标，操作系统通常会使用信号量、互斥锁等同步机制。

参考资源链接：[西电操作系统习题答案与扩展题（教师版）解析](https://wenku.csdn.net/doc/tjwqcfpjgm?spm=1055.2569.3001.10343)

实际应用的一个例子是银行的ATM取款机。假设有多个客户（进程）都想在同一时间使用ATM机（共享资源）。操作系统（银行）需要确保在同一时间内只有一个客户可以操作ATM机，这可以通过设置一个互斥锁来实现。当一个客户开始使用ATM时，这个互斥锁会被获取，其他客户必须等待，直到互斥锁被释放，下一个客户才能进行取款操作。

在编程实现中，我们可以使用信号量来控制对资源的访问。比如，一个信号量的初始值设置为1，表示资源可用。当一个进程需要访问该资源时，它会执行一个P操作（等待操作），将信号量减1，如果信号量的值大于等于0，表示资源可用，进程可以继续执行；如果信号量的值小于0，则该进程被阻塞，直到信号量的值再次大于等于0。进程使用完资源后，会执行一个V操作（信号操作），将信号量加1，这样其他等待的进程可以获取到资源。

对于更高级的同步和互斥实现，操作系统还可以使用条件变量、读写锁等机制来处理复杂场景。通过这些概念和技术的实现，操作系统可以有效地管理进程对资源的访问，确保系统的正确性和效率。

参考资源链接：[西电操作系统习题答案与扩展题（教师版）解析](https://wenku.csdn.net/doc/tjwqcfpjgm?spm=1055.2569.3001.10343)