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É possível criar um site sem nenhuma linguagem de marcação, só de programação, por exemplo JavaScript? Em linhas gerais, como?

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Sim, mas não faz o menor sentido.

Veja bem, faz um mínimo, e até gosto da ideia em aplicação web, mas para um site que precisa ser usado em condições universais da web, que precisa de indexação por mecanismos de busca, não é viável.

Carrega o arquivo JS e vai trazendo tudo por ele, provavelmente via AJAX, aí o script vai montando o DOM "na mão", ou seja, vai colocando o conteúdo, a formatação, tudo nos objetos do documento. Em vez de marcar o que deseja, você vai programar o que deseja de forma imperativa. Assim como é possível acessar tudo o que está no documento com JS pode manipulá-lo também, pode criar novos nós e ir montando a página.

Coloquei no GitHub para referência futura.

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Um site web é simplesmente um arquivo que um servidor remoto responde via uma requisição HTTP e que é renderizado pelo browser, então tenho algumas ideias:

  1. Use um formato MIME de retorno diferente de HTML, mas que todo browser entenda e mostre, como "text/plain". Faça elementos gráficos com ASCII Art! Tome cuidado com o formato do arquivo, ou ele será simplesmente baixado (html - content-type of text-plain causes browser to download of file )
  2. Utilize apenas o elemento <canvas>, e use a API de desenho 2D para fazer o site como quiser! Eu fiz um Game of Life assim em https://all-life.glitch.me/, embora eu tenha colocado um mínimo de marcação pra outras coisas (código).
  3. Utilize uma outra linguagem de programação como C, usando OpenGL/WebGL para a parte gráfica, e que compile para WebAssembly. Talvez, por baixo dos panos ele use uma linguagem de marcação, mas quem vai parar pra ler assembly?

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